i

UNIVERSIDAD RICARDO PALMA

FACULTAD DE INGENIERÍA

PROGRAMA DE TITULACIÓN POR TESIS

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

INFLUENCIA DE FORMA, TAMAÑO Y TEXTURA DE LOS

AGREGADOS GRUESOS EN LAS PROPIEDADES MECÁNICAS

DEL CONCRETO

TESIS

PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE

INGENIERO CIVIL

PRESENTADA POR

Bach. GUILLÉN FLORES, LUIS FERNANDO

Bach. LLERENA TINOCO, IDELIA MARIELA

ASESOR: Mg. Ing. LILIANA CHAVARRÍA REYES

LIMA – PERÚ

2020

ii

DEDICATORIA

Dedico esta tesis a mis padres por su apoyo

incondicional, a mis hermanos por la

motivación y a Dios por que con el somos todo

y sin él nada.

Idelia Mariela Llerena Tinoco

Dedico esta tesis a mis padres por su apoyo

incondicional, a mis tíos, al amor de mi vida, a

mis sobrinos, a mi hermana, a mis hijos y a mi

abuelo con una mirada al cielo.

Luis Fernando Guillen Flores

iii

AGRADECIMIENTO

Nuestro sincero agradecimiento a nuestra asesora la Mg.

Ing. Liliana Chavarría por su constante apoyo y consejo, a

nuestro asesor metodólogo el Dr. Ing. Carlos Chavarri y a

nuestra alma mater, por habernos brindado los

conocimientos de esta maravillosa carrera y a todas

personas que de alguna manera nos apoyaron en el

desarrollo de la tesis, entre ellos docente, amigos y

familiares.

Idelia Llerena y Luis Fernando Guillén

iv

ÍNDICE GENERAL

RESUMEN xi

ABSTRACT xii

INTRODUCCIÓN 1

CAPÍTULO I: PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 4

1.1 Descripción y formulación del problema general y específicos ........................ 4

1.2 Objetivo general y específico ............................................................................. 5

1.2.1 Objetivo general .......................................................................................... 5

1.2.2 Objetivo específico ..................................................................................... 5

1.3 Delimitación de la investigación: temporal, espacial y temática ....................... 5

1.3.1 Geográfica: ................................................................................................. 5

1.3.2 Temporal ..................................................................................................... 5

1.3.3 Temática ..................................................................................................... 6

1.3.4 Muestral: ..................................................................................................... 6

1.4 Justificación e importancia ................................................................................. 6

1.4.1 Conveniencia .............................................................................................. 6

1.4.2 Importancia: ................................................................................................ 7

CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO 9

2.1 Marco histórico .................................................................................................. 9

2.1.1 Artículos de investigación .......................................................................... 9

2.1.2 Tesis relacionadas a la investigación ........................................................ 15

2.2 Bases teóricas vinculadas a la variable o variables de estudio......................... 29

2.2.1 Agregado grueso ....................................................................................... 29

v

2.2.2 Agregados minerales ................................................................................ 37

2.2.3 Agregados artificiales ............................................................................... 38

2.2.4 Concreto .................................................................................................... 61

2.3 Definición de términos básicos ........................................................................ 66

2.3.1 Componentes del agregado ....................................................................... 66

2.3.2 Componentes del concreto ........................................................................ 69

CAPÍTULO III: SISTEMA DE HIPÓTESIS 72

3.1 Hipótesis ........................................................................................................... 72

3.1.1 Hipótesis principal .................................................................................... 72

3.1.2 Hipótesis secundarias ................................................................................ 72

3.2 Variables .......................................................................................................... 72

3.2.1 Definición conceptual de las variables ..................................................... 72

3.2.2 Operacionalización de las variables .......................................................... 72

CAPÍTULO IV: METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN 75

4.1 Tipo y nivel ...................................................................................................... 75

4.1.1 Tipo de investigación ................................................................................ 75

4.1.2 Nivel de investigación .............................................................................. 75

4.2 Diseño de investigación ................................................................................... 75

4.3 Población y muestra ......................................................................................... 75

4.3.1 Población .................................................................................................. 75

4.3.2 Muestra ..................................................................................................... 75

4.4 Técnicas e instrumentos de recolección de datos ............................................. 76

4.4.1 Tipos de técnicas e instrumentos .............................................................. 76

4.4.2 Procedimientos para la recolección de datos ............................................ 76

vi

CAPÍTULO V: ANÁLISIS Y CONTRASTACIÓN DE RESULTADOS DE LA

INVESTIGACIÓN 77

5.1 Diagnóstico y situación actual ......................................................................... 77

5.2 Contrastación de resultados ............................................................................. 77

5.2.1 Análisis de resultados mediante influencia según su forma ..................... 77

5.2.2 Análisis de resultados mediante influencia según su tamaño ................... 89

5.2.3 Análisis de resultados mediante la influencia según su textura ................ 96

5.3 Contrastación de resultados ............................................................................. 98

5.3.1 Contrastación de la primera hipótesis ....................................................... 98

5.3.2 Contrastación de la segunda hipótesis .................................................... 105

5.3.3 Contrastación de la tercera hipótesis ...................................................... 107

CAPÍTULO VI: DISCUSIÓN DE RESULTADOS 111

6.1 Discusión de resultados .................................................................................. 111

CONCLUSIONES 113

RECOMENDACIONES 114

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 115

ANEXOS 120

ANEXO 1 - MATRIZ DE CONSISTENCIA PARA VARIABLE DEPENDIENTE 121

ANEXO 2 - MATRIZ DE CONSISTENCIA VARIABLE INDEPENDIENTE 122

ANEXO 3 - FORMA DEL AGREGADO GRUESO 123

ANEXO 4 - TAMIZADO DEL AGREGADO GRUESO 123

ANEXO 5 - SELECCIÓN DOCUMENTAL: TÍTULO - LINK - AÑO 124

vii

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla N° 1:Clasificación de las rocas ígneas según su velocidad y localización ........... 33

Tabla N° 2:Clasificación de rocas sedimentarias según el agente geológico externo .... 35

Tabla N° 3:Clasificación de los depósitos de rocas sedimentarias. ................................ 35

Tabla N° 4:Clasificación de los agregados según el tamaño de sus partículas. .............. 43

Tabla N° 5:Clasificación de las partículas del agregado según su forma. ...................... 48

Tabla N° 6:Clasificación de las partículas del agregado según su textura superficial ... 49

Tabla N° 7:Clasificación de los agregados según su masa unitaria ................................ 50

Tabla N° 8:Consistencia de mezcla de concreto ............................................................. 63

Tabla N° 9:Relación entre la resistencia a la compresión del concreto .......................... 65

Tabla N° 10:Comparativo del peso unitario suelto según tipo de agregado ................... 78

Tabla N° 11:Comparativo del peso unitario compactado según tipo de agregado ......... 79

Tabla N° 12:Comparativo del peso específico según tipo de agregado ......................... 80

Tabla N° 13:Comparativo del módulo de fineza según tipo de agregado ...................... 81

Tabla N° 14:Comparativo del porcentaje de absorción según tipo de agregado ............ 82

Tabla N° 15:Comparativo del porcentaje de humedad según tipo de agregado ............. 83

Tabla N° 16:Comparativo de volumen de agua según tipo de agregado ........................ 85

Tabla N° 17:Comparativo del porcentaje de aire basados en tres métodos .................... 87

Tabla N° 18:Comparativo de la relación a/c basados en tres métodos .......................... 89

viii

Tabla N° 19:Comparativo de pesos unitarios sueltos según tipo de agregado grueso ... 90

Tabla N° 20:Comparativo de pesos unitarios compactados según tipo de agregado ..... 91

Tabla N° 21:Comparativo de pesos específicos según tipo de agregado ....................... 93

Tabla N° 22:Comparativo de módulos de fineza según tipo de agregado ...................... 95

Tabla N° 23:Cuadro de resistencias según la textura lisa ............................................... 97

Tabla N° 24:Cuadro de resistencias según la textura áspera .......................................... 97

Tabla N° 25:Cuadro de resistencias según el tipo de textura cristalina .......................... 98

Tabla N° 26:Cuadro de resistencias según el tipo de textura porosa .............................. 98

Tabla N° 27:Proporción y dosificación según el peso por el método de ACI ................ 99

Tabla N° 28:Proporción y dosificación según el peso por el Método de Walker ......... 100

Tabla N° 29:Proporción y dosificación según el peso por el Método de fineza ........... 100

Tabla N° 30:Cuadro de asentamientos para analizar la consistencia del concreto ....... 106

Tabla N° 31 :Cuadro de textura lisa para un agregado redondeado ............................. 108

Tabla N° 32:Cuadro de textura áspera para un agregado angular ................................ 108

Tabla N° 33:Cuadro de textura cristalina para un agregado angular ............................ 108

Tabla N° 34:Cuadro de textura poroso para un agregado angular ................................ 109

ix

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura N° 1:Clasificación de rocas ígneas (intrusivas, filoninas o extrusiva ................. 32

Figura N° 2:Clasificación de agregados sedimentarios formados por rocas ígneas ....... 34

Figura N° 3:Clasificación de los depósitos de rocas sedimentarias................................ 37

Figura N° 4:Estados de saturación del agregado. ........................................................... 51

Figura N° 5:Equipo tronco de cono y barra de acero liso y punta semiesférica ............. 62

Figura N° 6:Ensayo de asentamiento .............................................................................. 63

Figura N° 7:Variación de pesos unitarios sueltos según tipo de agregado y tamaño ..... 78

Figura N° 8:Variación de pesos unitarios compactados según tipo de agregado ........... 79

Figura N° 9:Variación de pesos específicos según tipo de agregado y granulometría ... 80

Figura N° 10:Variación de módulos de fineza según tipo de agregado y granulometría 81

Figura N° 11:Variación de % de absorción según tipo de agregado y granulometría .... 82

Figura N° 12:Variación del porcentaje de humedad según tipo de agregado grueso ..... 84

Figura N° 13:Variación de volumen de agua según tipo de agregado por en tres métodos

........................................................................................................................................ 86

Figura N° 14:Variación del % de aire según tipo de agregado basado en tres métodos 88

Figura N° 15:Variación de pesos unitarios sueltos según tipo de agregado ................... 91

Figura N° 16:Variación de pesos unitarios compactados según tipo de agregado ......... 92

Figura 17:Variación de pesos específicos según tipo de agregado ................................. 94

Figura N° 18:Variación de módulos de fineza según tipo de agregado.......................... 96

x

Figura N° 19:Diseño de mezcla en peso (kg) para agregados redondeados y angulares

...................................................................................................................................... 101

Figura N° 20:Proporción de mezclas en porcentajes para agregado redondeado ......... 101

Figura N° 21:Proporción de mezclas de diseño en porcentajes para agregado angula . 102

Figura N° 22:Diseño de mezcla en peso (kg) para agregados redondeados y angulares

...................................................................................................................................... 102

Figura N° 23:Proporción de mezclas de diseño en porcentajes para agregado angula . 103

Figura N° 24:Proporción de mezclas de diseño en porcentajes para agregado angular 103

Figura N° 25:Diseño de mezcla en peso(kg) para agregados redondeados y angulares

...................................................................................................................................... 104

Figura N° 26:Proporción de mezclas de diseño en porcentajes para agregado angular 104

Figura N° 27:Proporción de mezclas de diseño en porcentajes para agregado angula . 105

Figura N° 28:Variación de asentamientos según tipo de agregado grueso................... 106

Figura N° 29:Variación de resistencias según textura de agregado.............................. 110

xi

RESUMEN

Esta investigación se enfocó en la influencia de la forma, tamaño y textura de los

agregados gruesos para mejorar las propiedades mecánicas del concreto, tomando los

perfiles del agregado grueso más conocidos y utilizados a nivel nacional, el primero es la

piedra chancada de forma irregular y textura áspera y el otro la grava de forma redondeada

y textura lisa con diferentes granulometrías, muchas veces estos agregados son

reemplazados uno por el otro sin hacer ajustes en los diseños de mezclas, desconociendo

los cambios que producen en las propiedades del concreto

Usamos una metodología deductiva comparativa con enfoque cualitativo para encontrar

las formas del agregado grueso y la influencia que tiene en la proporción del concreto, así

como la influencia del tamaño para mejorar la consistencia del concreto y la influencia

de la textura para mejorar la resistencia llegamos a concluir la mayor resistencia que se

dio en el agregado angular, se debió a la influencia de su textura áspera que permitió una

buena adherencia mecánica, que es mayor cuanto más rugosa es la superficie, y así, los

agregados triturados proporcionaron mayor resistencia del concreto a diferencia de los

agregados redondeados que por su textura lisa lograron una mínima adherencia.

La experiencia ha demostrado que aquellos que presentan formas que se acercan a la del

cubo, entre los triturados, y a la esfera en el caso de los rodados ofrecen mejor

trabajabilidad y en alguna medida mayor durabilidad que aquellos de forma aplanada o

alargada.

Palabras clave: Forma, tamaño, textura, agregado grueso

xii

ABSTRACT

This research focused on the influence of the shape, size and texture of coarse

aggregates to improve the mechanical properties of concrete, taking the most well-known

and widely used profiles of coarse aggregate at the national level, the first being

irregularly crushed stone and rough texture and the other the rounded gravel and smooth

texture with different granulometries, many times these aggregates are replaced one by

the other without making adjustments in the mixture designs, ignoring the changes they

produce in the properties of the concrete

We use a comparative deductive methodology with a qualitative approach to find the

shapes of the coarse aggregate and the influence it has on the proportion of the concrete,

as well as the influence of size to improve the consistency of the concrete and the

influence of the texture to improve the resistance. conclude the greater resistance that

occurred in the angular aggregate, was due to the influence of its rough texture that

allowed a good mechanical adhesion, which is greater the rougher the surface, and thus,

the crushed aggregates provided greater resistance of the concrete to Unlike the rounded

aggregates that, due to their smooth texture, achieved minimal adherence.

Experience has shown that those with shapes that are close to the cube, among the

crushed ones, and to the sphere in the case of the rolled ones, offer better workability and

to some extent greater durability than those with a flattened or elongated shape.

Keywords: Shape, size, texture, coarse aggregate

1

INTRODUCCIÓN

En el Perú existe una mala práctica en la elaboración de mezclas de concreto,

debido a que muchas veces se prioriza la economía sobre la calidad de los materiales con

los que se construye. En la mayoría de las construcciones que se ejecutan sin tener

especificaciones técnicas supervisadas, se prefiere utilizar en las mezclas el hormigón

(mezcla natural de arena con grava redondeada) o agregado grueso mezclado (grava

natural y piedra chancada) reemplazando a piedra triturada para la que se hizo el diseño

de mezclas, teniendo resultados finales de baja resistencia. Gran parte de los constructores

no verifican el tamaño de los agregados gruesos a la hora de realizar un concreto, lo que

ocasiona resultados diferentes a los esperados, así como el uso de cantidades asumidas a

través de la experiencia del constructor o del mismo maestro de obra. Generalmente

descuidan los constructores al emplear el concreto, es la poca verificación de la

morfología y textura de los agregados pétreos que utilizan, lo que propicia con cierta

frecuencia resultados diferentes a los esperados.

La razón que motiva a realizar esta investigación, es porque en la mayoría de las

construcciones existe una mala práctica en la elaboración de mezclas de concreto. Muchas

veces se prioriza la economía más que la calidad de los materiales con los que se

construye. Gran parte de las construcciones que se ejecutan sin tener especificaciones

técnicas supervisadas, prefieren utilizar en las mezclas el hormigón (mezcla natural de

arena con grava redondeada) o agregado grueso mezclado (grava natural y piedra

chancada); afectando el resultado las propiedades mecánicas del concreto para un diseño

óptimo.

Con esta investigación se pretende poner en práctica los conocimientos adquiridos en

tecnología de materiales y concreto; usando una metodología deductiva comparativa

basadas en estudios anteriores. Del mismo modo, se procura contribuir en brindar

información veraz sobre la calidad de agregados gruesos para optimizar las

construcciones; además se perfeccionarán las propiedades mecánicas del concreto, y a su

vez se optimizarán costos.

2

El objetivo de la presente investigación se basó en analizar la forma, tamaño y textura de

los agregados gruesos en las propiedades mecánicas del concreto y con ello llevamos a

plantear tres objetivos específicos:

- Analizar la forma de los agregados gruesos para mejorar la proporción de agregados

gruesos para un diseño de mezclas

- Estudiar el tamaño de los agregados gruesos para mejorar la consistencia del concreto

en estado fresco

- Examinar la textura de los agregados gruesos para mejorar la resistencia a la compresión

del concreto

La forma, tamaño y textura del agregado grueso tiene como objetivo ver su influencia

en las propiedades mecánicas del concreto para obtener un diseño de mezclas óptimo y

reducir los costos en la producción de la mezcla, ya que estos poseen una participación

entre el 65% y el 70% del total de la mezcla de concreto.

La forma y textura superficial de las partículas individuales de cualquier tipo de

agregado tienen una influencia importante en la manejabilidad del concreto en su estado

fresco y en otras características físicas de su estado sólido. El uso de diferentes tipos de

agregados finos puede generar variaciones en el asentamiento de la mezcla para el

concreto. Por ejemplo, las arenas angulares tendrán un menor asentamiento en

comparación a una mezcla diseñada con agregados finos redondeados y lisos. Esto

puede generar la necesidad de hacer un cambio en la relación agua/material cementante.

Aunque la forma y textura de los agregados gruesos también repercute en dicha relación,

la resistencia se ve afectada en mayor medida a través de la relación adherencia

agregado/pasta de cemento.

Esta investigación se desarrolló en seis capítulos asociados a nuestro objetivo general

pero separados para obtener

3

CAPÍTULO I: PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA, en donde se efectúa la

descripción de la realidad problemática y los objetivos.

CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO, en donde se recopila información de tesis y

artículos de autores pasados para describir las bases teóricas que sustente el desarrollo

de la presente investigación.

CAPÍTULO III: SISTEMA DE HIPÓTESIS, en donde describe las hipótesis del tema

que genera nuestra investigación y la identificación de las variables.

CAPÍTULO IV: METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN, en donde describe el

proceso del desarrollo de la investigación.

CAPÍTULO V: ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS DE LA

INVESTIGACION, en donde se describe el análisis de los resultados basados en la

información recopilada.

CAPITULO VI: DISCUSIONES es donde se describe la discusión de resultados, las

conclusiones y las recomendaciones para continuar la investigación

La investigación requiere de un análisis de las propiedades fiscas del agregado grueso

y las propiedades mecánicas del concreto para ver observar su influencia en ella, es por

ello que hemos divido esta investigación en seis capítulos , los cuales empiezan con

la descripción de la realidad problemática a raíz del mal uso de agregado y la

recopilación de información técnica de las propiedades físicas del agregado grueso;

culminando con un análisis comparativo para obtener conclusiones y recomendaciones

para los futuros tesistas.

4

CAPÍTULO I: PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

1.1 Descripción y formulación del problema general y específicos

En el Perú existe una mala práctica en la elaboración de mezclas de

concreto, debido a que muchas veces se prioriza la economía sobre la calidad de

los materiales con los que se construye. En la mayoría de las construcciones que

se ejecutan sin tener especificaciones técnicas supervisadas, se prefiere utilizar en

las mezclas el hormigón (mezcla natural de arena con grava redondeada) o

agregado grueso mezclado (grava natural y piedra chancada) reemplazando a

piedra triturada para la que se hizo el diseño de mezclas, teniendo resultados

finales de baja resistencia. Gran parte de los constructores no verifican el tamaño

de los agregados gruesos a la hora de realizar un concreto, lo que ocasiona

resultados diferentes a los esperados, así como el uso de cantidades asumidas a

través de la experiencia del constructor o del mismo maestro de obra.

Generalmente descuidan los constructores al emplear el concreto, es la poca

verificación de la morfología y textura de los agregados pétreos que utilizan, lo

que propicia con cierta frecuencia resultados diferentes a los esperados.

La explotación de canteras de grava y arena en nuestro país se lleva a cabo sin

ningún control de calidad, tampoco se asegura que el material obtenido cumpla

con los requisitos de las normas técnicas empleadas en nuestro medio

Esta investigación se realizó para conocer cuál de estos dos perfiles de agregado

grueso (piedra chancada y grava) mejoran las propiedades del concreto fresco y

endurecido.

La calidad de un concreto es un factor determinante en la seguridad de una

estructura. Sin embargo, esta no se obtiene únicamente con un correcto diseño de

mezcla para una obra, un eficiente mezclado y colocación. Porque aun cumpliendo

con estos, los resultados de laboratorio muestran variaciones considerables en la

resistencia de un concreto hecho bajo un mismo diseño. No se han investigado

aún las causas de estas variaciones en la resistencia del concreto diseñado para las

obras. No obstante, se considera que los agregados constituyen un aproximado del

5

70% al 80% en volumen de este. Se puede deducir que las variaciones de calidad

en el tiempo de estos, afectan en gran medida las propiedades finales del concreto.

Por lo tanto, es necesario hacer un estudio de las principales canteras que se

explotan en nuestro medio. Para ello, se abarcarán las canteras más importantes

de la zona Este de Lima, tomando en cuenta las normas ASTM, y las NTP

correspondientes.

1.2 Objetivo general y específico

1.2.1 Objetivo general

Analizar la forma, tamaño y textura del agregado grueso en las propiedades del concreto

1.2.2 Objetivo específico

a) Analizar la forma de los agregados gruesos para mejorar la proporción de

agregados gruesos para un diseño de mezclas

b) Estudiar el tamaño de los agregados gruesos para mejorar la consistencia del

concreto en estado fresco

c) Examinar la textura de los agregados gruesos para mejorar la resistencia a la

compresión del concreto

1.3 Delimitación de la investigación: temporal, espacial y temática

1.3.1 Geográfica:

Las muestras de agregados tomadas de las diferentes tesis, para hacer el

comparativo con los resultados, fueron de diferentes partes del Perú, así como

algunos resultados de países extranjeros.

1.3.2 Temporal

Para este tipo de investigación descriptiva y comparativa, se tomaron resultados

de diferentes años, con una antigüedad máxima de diez (10) años respecto al año

actual.

6

1.3.3 Temática

Esta investigación analiza las propiedades físicas de los agregados gruesos para

ver la influencia que tienen en las propiedades mecánicas del concreto.

1.3.4 Muestral:

Se aplicarán muestras de probetas de concreto endurecido y fresco para ver la

consistencia y la resistencia del concreto bajo las normas NTP y ASTM.

1.4 Justificación e importancia

1.4.1 Conveniencia

La razón que motivó a realizar esta investigación es porque en la mayoría de las

construcciones existe una mala práctica en la elaboración de mezclas de concreto.

Muchas veces se prioriza la economía más que la calidad de los materiales con los

que se construye. Gran parte de las construcciones que se ejecutan sin tener

especificaciones técnicas supervisadas, prefieren utilizar en las mezclas el

hormigón (mezcla natural de arena con grava redondeada) o agregado grueso

mezclado (grava natural y piedra chancada). Esto reemplaza a la piedra triturada,

que se hizo para el diseño de mezclas. Por consiguiente, se obtienen resultados

finales de baja resistencia.

a) Relevancia social

Esta investigación tiene una relevancia social puesto que se contribuirá con la

mejora de la calidad de sus edificaciones, siendo los constructores los que sabrán

cual es el mejor agregado grueso a utilizar para la mejora de la resistencia y

durabilidad de cualquier edificación, además se optimizarán costos puesto que se

tendrá más claro el tipo de agregado grueso óptimo para cualquier construcción.

b) Aplicaciones prácticas

Con esta investigación se pretende poner en práctica los conocimientos

adquiridos en tecnología de materiales y concreto. Del mismo modo, se procura

7

contribuir en brindar información veraz sobre la calidad de agregados gruesos para

optimizar las construcciones.

c) Utilidad metodológica

Para lograr el cumplimiento de los objetivos de estudio, se acude al empleo de

parámetros según NTP como instrumentos para analizar las propiedades físicas y

mecánicas de los agregados gruesos, concreto en estado fresco y endurecido.

A través de esta aplicación con tablas de ensayos y procesamiento en hoja de

cálculo Excel. Se busca identificar que cantera produce el agregado grueso de

calidad.

d) Valor teórico

La investigación propuesta busca determinar la influencia de los agregados

gruesos según su formación geológica en la resistencia mecánica del concreto en

las canteras. Esto permitirá comparar y contrastar la calidad de los agregados

según Norma Técnica Peruana (NTP)

1.4.2 Importancia:

El uso de agregados en el concreto tiene como objetivo reducir los costos en la

producción de la mezcla (relleno adecuado para la mezcla, ya que reduce el

contenido de pasta de cemento por metro cúbico). Asimismo, ayuda a controlar

los cambios volumétricos (cambios de volumen resultantes de los procesos de

fraguado, de curado y secado de la mezcla de concreto). Finalmente, contribuye a

la resistencia final del material.

Poseen una participación entre el 65% y el 70% del total de la mezcla de concreto.

La forma y textura superficial de las partículas individuales de cualquier tipo de

agregado tienen una influencia importante en la manejabilidad del concreto en su

estado fresco y en otras características físicas de su estado sólido. El uso de

diferentes tipos de agregados finos puede generar variaciones en el asentamiento

de la mezcla para el concreto. Por ejemplo, las arenas angulares tendrán un menor

8

asentamiento en comparación a una mezcla diseñada con agregados finos

redondeados y lisos. Esto puede generar la necesidad de hacer un cambio en la

relación agua/material cementante.

Aunque la forma y textura de los agregados gruesos también repercute en dicha

relación, la resistencia se ve afectada en mayor medida a través de la relación

adherencia agregado/pasta de cemento.

Existe un límite en el contenido de agregados gruesos dado por la trabajabilidad

del concreto. Si la cantidad de agregados gruesos es excesiva, ocurrirá el

fenómeno de segregación. De la misma forma, los agregados finos deben estar

dosificados de forma tal que permitan una buena trabajabilidad y brinden cohesión

a la mezcla, pero a la vez no deben estar en exceso porque perjudicarían la

manejabilidad y la resistencia del concreto.

9

CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO

2.1 Marco histórico

2.1.1 Artículos de investigación

Chamorro, R. (2008) expresa que los agregados gruesos, de rocas madre como

andesita y diorita son excelentes materiales. Su granulometría y tamaño

máximo son variables, por lo que influyen en la segregación. Los

agregados de la cantera del río, en cuanto a su formación geológica,

presentan un mismo origen y propiedades. Su forma es de canto rodado, y

la textura, superficial lisa. Sin embargo, en líneas generales, se encuentran

mal gradadas.

Lopez, E. (2000) manifiesta que la capacidad de adherencia entre la pasta y el

agregado está influenciada por la textura superficial, forma, composición

mineral, tamaño y limpieza del agregado. La textura superficial favorece

más al agregado grueso que el fino. Cuando se tiene un mismo contenido

de pasta, debe emplearse el de perfil redondeado, que tiende a disminuir la

consistencia. Los agregados secos o altamente porosos pueden desmejorar

la consistencia, tornando seca la mezcla a causa de la reducción en la

cantidad de agua disponible para la mezcla. Así mismo afirma que la

textura superficial del agregado interviene en la resistencia del concreto

endurecido por adherencia con la pasta, es así que para texturas ásperas se

obtiene mejores resistencias que para texturas suaves.

Portugal, E. (2010) afirma que la mayor adherencia mecánica se da en las

partículas de perfil angular, así como del agregado grueso, porque

producen una resistencia mayor que la grava redondeada. La angularidad

acentuada deberá ser evitada por requerir altos contenidos de agua y

presentar reducciones en la trabajabilidad. No obstante, recomiendan el

uso del agregado grueso angular, ya que producen resistencias más altas

en comparación a los agregados redondeados. La razón principal, es la

adherencia mecánica, la cual puede ser desarrollada con partículas

angulares. A pesar de ello, partículas muy anguladas causan disminución

10

de la trabajabilidad. Cabe resaltar que el agregado ideal debe ser limpio,

de forma cúbica, e incluso, angulado, 100% chancado con un mínimo

contenido de partículas planas y alargadas. Por consiguiente, para

concretos de alta resistencia, se considera que el agregado ideal debe ser

100% chancado de perfil angular y textura rugosa, además de limpio, duro,

resistente, poco absorbente, de preferencia, con el menor porcentaje de

partículas chatas o elongadas.

Olarte Buleje, Z. (2017) asevera que no siempre a mayor cantidad de cemento,

mayor resistencia, pues hay características de los agregados pétreos, que

ocasionan una mejor compactación de las partículas de cemento. De igual

manera, se infiere que la relación agua cemento establece el asentamiento

del concreto o la manejabilidad de la mezcla. Cabe también mencionar que

la resistencia a la flexión y compresión está relacionada con el tamaño del

agregado y la relación del cemento con el agregado.

Gamarra, R. (2008) ostenta en su investigación a manera de síntesis, que en estado

fresco el concreto con agregado de perfil redondeado describe un carácter

aleatorio respecto al angular. A su vez, el endurecido arroja valores

bastante aproximados en la resistencia a la compresión respecto a un

concreto con piedra chancada.

Riva, E (2000) ratifica que la capacidad de adherencia entre la pasta y el agregado

está influenciada por la textura superficial, forma, composición mineral,

tamaño y limpieza del agregado. La textura superficial favorece más al

agregado grueso que al fino. Para un mismo contenido de pasta, el empleo

de agregado de perfil esférico tiende a disminuir la consistencia. Los

agregados secos o altamente porosos pueden disminuir la consistencia,

haciendo la mezcla seca, por la reducción en la cantidad de agua disponible

para la mezcla. Así mismo afirma que la textura superficial del agregado

influye en la resistencia del concreto endurecido por la adherencia con la

pasta, es así que para texturas ásperas se obtiene mejores resistencias que

para texturas suaves.

11

Montenegro, J. (2011) expone que la forma de los agregados incide en el

comportamiento del concreto. La experiencia ha demostrado que aquellos

que presentan formas que se acercan a la del cubo, entre los triturados, y a

la esfera en el caso de los rodados ofrecen mejor trabajabilidad y en alguna

medida mayor durabilidad que aquellos de forma aplanada o alargada. La

forma de los agregados está condicionada por la estratificación de las rocas

en el yacimiento, el plano de clivaje y la corrección del proceso de

trituración cuando es el caso.

La menor trabajabilidad del concreto con agregados aplanados o alargados

se encuentra en la mayor superficie con relación al volumen, que origina

mayor frotamiento interno. Asimismo, en las dificultades para su

colocación en el pastón.

La forma de los elementos granulares está definida por tres dimensiones,

la longitud “L”, el grosor “G”, y el espesor “E”, de manera:

Como quiera que la determinación de la forma de los agregados por la

medida con un vernier de sus tres dimensiones predominantes es un

proceso largo y tedioso, raramente se efectúa en la práctica. La

normalización internacional ha considerado diferentes sistemas de

evaluación, por métodos rápidos y prácticos. La norma peruana de

requisitos de agregados considera el índice de espesor, que expresa la

relación G/E.

El factor “G” está determinado por el paso de los agregados por una

parrilla, de barras redondas paralelas, que separa los elementos

inconvenientes cuando la relación es mayor que 1.58. Los agregados son

separados por la parrilla, en la que la luz libre entre barras establece una

relación G/1.58, que viene a significar el salto de una dimensión de la serie.

√10 cuando pasa de G a G/1.58

12

En la norma peruana el índice de espesor se encuentra dentro de los

requisitos complementarios, que son de aplicación al agregado utilizado

en los concretos de resistencia 210 kg/cm2 y mayores.

En estos casos el índice de espesor del agregado grueso no será mayor de

50 cuando se trata de agregado natural, y de 35 para grava triturada.

Campo, E. ( 2015) enfatiza la tecnología del concreto así como también a los

materiales que lo componen y su comportamiento frente a cargas que

actúan, se da a conocer las propiedades físicas y químicas de los agregados

así como también la influencia de las características del tipo de agregado

y su influencia en cuanto a la resistencia a compresión axial del concreto,

y tal cual es muy importante que los agregados sean lavados para elaborar

un diseño de mezclas ya que esto influye en la resistencia a compresión

del concreto, es muy importante lavarlo los agregados para eliminar los

materiales como finos y arcillas que estos agregados contienen debido a su

trituración, también se da a conocer las características que debe de tener el

agua siendo está muy importante para obtener una buena trabajabilidad y

plasticidad del concreto por lo que debe de cumplir con los límites

permisibles en cuanto a cloruros (Ión CI), sulfato (Ión SO4), Ph, sólidos

en suspensión, porcentaje de finos que contiene los agregados afectando la

resistencia a compresión axial del concreto etc. La finalidad del trabajo de

investigación es determinar en cuánto aumenta la resistencia a compresión

axial del concreto elaborado con agregado de piedra caliza tritura lavada.

Scanferla, J. y Leun, J. (2010) sostienen que la forma y textura superficial de las

partículas de un agregado influyen en las propiedades del concreto fresco

más que en el concreto endurecido. Las partículas con textura áspera,

angulares o alongadas requieren más agua para producir un concreto

trabajable que agregados lisos, redondeados y compactos. Además, las

partículas de agregados angulares requieren más cemento para mantener

la misma relación agua/cemento. Sin embargo, con la granulometría

satisfactoria, tanto los agregados triturados como los no triturados (de un

13

mismo tipo de roca), generalmente, producen concretos con la misma

resistencia, si se mantiene el contenido de cemento

Ferreira, A. (2014) presenta la determinación cuantitativa de la distribución de

tamaños de partículas de suelo por medio de la composición en porcentajes

de los diversos tamaños de agregado de una muestra. Su uso incide en la

manejabilidad de una mezcla de concreto, debido a que un agregado mal

gradado presenta exceso de vacíos que deben ser llenados con pasta en el

caso de la arena y con mortero en caso del agregado grueso. En sus

resultados a mejor gradación mayor manejabilidad.

Ferreira, A. (2014) manifiesta que las partículas alargadas y planas pueden afectar

la compactación; por la dificultad de acomodamiento en el lugar y muchas

veces hasta triturarse, esto quiere decir que, a mayor espacio entre

partículas, mayor será la cantidad de cemento a usar. A mayor valor de

caras alargadas y planas menor resistencia y por ende mayor riesgo de

agrietamiento de la mezcla de concreto.

Ferreira, A. (2014) afirma que límite plástico de un suelo es el contenido más bajo

de agua, determinado por este procedimiento, en el cual el suelo

permanece en estado plástico. El índice de plasticidad de un suelo es el

tamaño del intervalo de contenido de agua, expresado como un porcentaje

de la masa seca de suelo, dentro del cual el material está en un estado

plástico. Este índice corresponde a la diferencia numérica entre el límite

líquido y el límite plástico del suelo.

Ferreira, A. (2014) determina que la proporción relativa del contenido de polvo

fino nocivo, o material arcilloso, en los suelos o agregados finos. Es un

procedimiento que se puede utilizar para lograr una correlación rápida en

campo. Este mide el contenido de arcillas en la fracción pasante del tamiz

No.4. El contenido de arcillas puede ocasionar problemas de adherencia y

la formación de deformaciones permanentes. A menor valor, menor

contenido de arena.

14

Ferreira, A. (2014) describe el procedimiento para determinar, por lavado, la

cantidad de material fino que pasa por el tamiz de 75 μm (No.200) en un

agregado. Este determina la cantidad de partículas inferiores a 0.075mm

ya que estas son de menor diámetro de las partículas de cemento y al

encontrarse como recubrimiento superficial de los agregados interfieren en

la adherencia del agregado o aíslan la partícula de cemento. A mayor valor

mayor contaminación y mayor demanda de cemento.

Ferreira, A. (2014) describe el procedimiento para la determinación de gravedades

específicas bulk y aparente 23/23 °C (73.4/73.4°F), así como la absorción

de agregados finos. Mide la porosidad superficial o saturable del agregado.

Este permite hacer las correcciones necesarias en la cantidad de agua que

se debe incorporar a la mezcla. Cuanto más poroso sea menos resistencia

mecánica.

Ferreira, A. (2014) establece que su alterabilidad, reactividad y durabilidad.

Obteniendo como resultado la proporción de elementos blandos (margas,

esquistos) o inestables susceptibles de oxidación, hidratación,

carbonatación o reactividad arido-alcali.

Acosta, J. (2005) ostenta en su investigación que cuando menor es el coeficiente

de forma del agregado grueso, el hormigón tiene menor consistencia, que

aquel concreto fabricado con agregados gruesos con mayor coeficiente de

forma. así mismo afirma que a coeficientes de formas aproximadas y

texturas diferentes, en las muestras de piedras basálticas trituradas con

textura rugosa y Canto rodado con textura lisa, el concreto fabricado con

canto rodado tiene una mayor consistencia, lo que nos indica la influencia

de la textura en la consistencia.

(Scanferla y LJ, 2010) Sostienen que la forma y la textura superficial de las

partículas de un agregado repercuten en las propiedades del concreto

fresco más que las del concreto endurecido. Las partículas con textura

áspera, angulares o elongadas requieren más agua para producir un

concreto trabajable que agregados lisos, redondeados y compactos.

15

Además, las partículas de agregado angulares requieren más cemento para

mantener la misma relación agua-cemento. Sin embargo, con la

granulometría satisfactoria, tanto los agregados triturados como los no

triturados (de un mismo tipo de roca), generalmente, producen concretos

con la misma resistencia, si se mantiene el contenido de cemento.

Alvarado, J. (2015) Afirma que la composición mineralógica, forma y textura de

los agregados, varían de una zona a otra e incluso en el mismo lugar de

donde se extraen. Es por ello recomienda que todos datos deben tomarse

con cautela y no dar por hecho que todos los materiales que presentan las

mismas formas se comportarán igual.

Arellano Marketing (2015): El 65% de la autoconstrucción de las viviendas de

Lima no cuenta con licencia.

Capeco (2017): Autoconstruir puede costar hasta un 40% más.

Arellano Marketing (2015): Sólo el 6% de la autoconstrucción en Lima consulta

a un profesional.

2.1.2 Tesis relacionadas a la investigación

e) Nacionales

Arce, R. y Yañez,T (2013) analizan que la calidad de agregados del río

Guayacondo para la elaboración de concreto, para este fin se tomaron

muestras, una de agregado fino y otra de grueso, luego fueron llevadas a

los laboratorios donde se practicaron los ensayos respectivos para

determinar sus propiedades físicas, mecánicas y químicas.

Las conclusiones a las que llegaron fueron las siguientes:

El ensayo de compresión a rotura de f’c = 280kg/cm2 (a los 28 días); el

resultado del laboratorio fue lo siguiente f’c = 283.32 kg/cm2

El ensayo de compresión a rotura de f’c = 300kg/cm2 (a los 28 días); el

resultado del laboratorio fue lo siguiente f’c = 302.16 kg/cm2.

16

Con los datos proporcionados por los ensayos de laboratorio se determinó

que los agregados de esta cantera son recomendables para fabricar

concreto con cemento Portland, ya que cumple con los límites y requisitos

que establecen las normas.

Arapa, P. (2018) En la investigación se conoció los valores de las propiedades

físico mecánicas de los agregados de cuatro canteras (Cantera Yocará,

Cantera Piedra azul, Cantera Isla y Cantera Unocolla), y su influencia en

la resistencia del concreto f’c = 210 Kg/cm2, lo que nos traza un objetivo

de evaluar propiedades antes mencionadas, el procedimiento a toda esta

investigación, consistió en extraer muestras de agregado fino y grueso de

las cuatro canteras en estudio, para luego realizar ensayos en el Laboratorio

de Construcciones, obteniéndose los siguientes resultados: Para la Cantera

Yocará, la resistencia a la compresión del concreto a los 7 días es de 156.26

Kg/cm2, a los 14 días es de 188.16 Kg/cm2, a los 28 días 232.14 Kg/cm2.

Para la Cantera Piedra Azul, la resistencia a la compresión del concreto a

los 7 días es de 156.44 Kg/cm2, a los 14 días es de 190.46 Kg/cm2, a los

28 días 241.01 Kg/cm2. Para la Cantera Isla, la resistencia a la compresión

del concreto a los 7 días es de 159.44 Kg/cm2, a los 14 días es de 186.34

Kg/cm2, a los 28 días 226.49 Kg/cm2. Para la Cantera Unocolla, la

resistencia a la compresión del concreto a los 7 días es de 140.21 Kg/cm2,

a los 14 días es de 173.68 Kg/cm2, a los 28 días 212.24 Kg/cm2.

Estos resultados se corroboran con las especificaciones técnicas

correspondientes, llegando a determinar que los agregados evaluados

cumplen en su mayoría con las propiedades físicas y mecánicas para el

diseño de un concreto f´c = 210 kg/cm2

Contreras,W. ( 2014) mide la influencia de la forma y textura del agregado grueso

de la Cantera Olano en la consistencia y resistencia a la compresión del

concreto, tomando los dos perfiles de agregado grueso más conocidos y

utilizados en el distrito de Jaén, el primero es la piedra chancada de forma

17

irregular y textura áspera y el otro la grava de rio de forma redondeada y

textura lisa, que muchas veces son reemplazados uno por el otro sin hacer

ajustes en los diseños de mezclas, desconociendo los cambios que

producen en las propiedades del concreto.

Para demostrar dicha repercusión, se realizaron dos diseños de mezcla para

concretos de f e = l75 y 210 Kg/cm2, con propiedades de la piedra

chancada. Cada tanda de mezcla se hizo para tres testigos de concreto más

una prueba slump y las proporciones se consideraron iguales para ambas

formas de agregado, es decir: la misma relación agua/cemento, el mismo

peso de arena de rio, el mismo peso de agregado grueso y la misma

granulometría. Los resultados de consistencias fueron plásticas para

mezclas con piedra chancada y coincidieron con lo diseñado, pero las

mezclas con grava redondeada arrojaron una consistencia fluida,

diferenciándose de los asentamientos anteriores hasta en 3". En los

resultados a compresión los especímenes con piedra chancada superaron

la resistencia de los especímenes de grava redondeada en porcentajes que

varían entre 8 y 16 % más. De esta manera quedó demostrado que tanto la

forma como la textura de estos dos agregados influyen en gran medida en

la consistencia y resistencia a la compresión del concreto.

Marcelo, P. (2019) establece que las propiedades físicas mecánicas de los

agregados extraídos de las canteras "Cochamarca y Sacra familia" y su

influencia en la resistencia a la compresión de f ′ c = 210 kg/cm2, en la

provincia y región de Pasco. Para el cual se extrajo muestras

representativas de agregados (Fina y Gruesa) de las canteras "Cochamarca

y Sacra familia"; para luego ser ensayadas de acuerdo a las distintas

normas de acuerdo al tipo de ensayo, obteniendo las propiedades físicas

mecánicas de los agregados; las cuales fueron esenciales para el diseño de

mezcla de una resistencia de diseño f′ c = 210 kg/cm2. La diferencia de la

resistencia a la compresión del concreto elaborado, en base a las

características de los agregados de las canteras "Cochamarca" y "Sacra

familia". Se evidencia que las propiedades físicas del agregado procedente

18

de las Canteras de Cochamarca, es mayor la eficiencia desarrollada en la

resistencia a la compresión.

Ferrel, H. (2018) examinó las canteras. Primero, procedió a recolectar las

muestras, con los pesos necesarios para realizar los ensayos, para llevarlos

posteriormente al laboratorio. Acto seguido, con ellas en el laboratorio, se

empezó con las pruebas para establecer las propiedades físicas

(Granulometría de los agregados grueso y fino, contenido de humedad,

peso específico, absorción, abrasión del agregado) y químicas (PH,

sulfatos, sales solubles y cloruros). Una vez obtenidos los resultados de las

propiedades físicas del agregado, se procedió a realizar tres diseños de

mezcla utilizando los siguientes métodos: módulo de fineza, Walker y

ACI; de los cuales, se optó por usar el del módulo de fineza para preparar

los testigos que fueron sometidos a la prueba de resistencia a la compresión

a los 7, 14 y 28 días. En síntesis, el agregado de las canteras del sector de

Pachachaca-Abancay utilizado en la elaboración del concreto de las obras

civiles de Abancay aportan significativamente propiedades mecánicas al

concreto; sin embargo, el agregado fino en estado natural no cumple con

los límites máximos y mínimos establecidos por la norma.

Culma,A. (2017) declara que el concreto es una mezcla compuesta de materiales

naturales y artificiales. Al mismo tiempo, depende de las propiedades

físicas y químicas de los elementos tales como el cemento, agua y

agregados pétreos. La trabajabilidad y resistencia del concreto viene dada

directamente por las proporciones obtenidas en los diseños de mezclas, las

cuales varían de acuerdo a las propiedades físicas de sus agregados. Un

diseño adecuado de mezcla de concreto bajo cualquiera de las

metodologías técnicas garantiza que los elementos estructurales a base de

este material alcancen las resistencias esperadas bajo la demanda de cargas

de la estructura. Es ahí donde radica su importancia en el diseño

estructural. De acuerdo con lo anterior, este documento en formato de

cartilla tiene como objetivo socializar a la comunidad de Tocancipá, la

metodología de Walker para el diseño de mezclas de concreto con

19

resistencias a la compresión de 21 y 28 MPa, empleando, los agregados

del punto de acopio Rodeb en Sopó, Cundinamarca.

Diaz, J. ( 2019) utilizó dos relaciones agua/cemento, una de las relaciones contiene

una proporción de agregado fino y grueso (canto rodado) y otra relación

agua/cemento de tres proporciones distintas de agregados fino y grueso,

haciendo en total cuatro diferentes diseños. Se realizaron 120 probetas de

hormigón de las cuales 60 se ensayaron a compresión y 60 a tracción. El

tipo de investigación fue aplicada, de enfoque mixto ya que es cuantitativo

y cualitativo, de nivel descriptivo, detallándose el comportamiento del

hormigón con las distintas proporciones de agregados y relaciones de

agua/cemento. Además, el diseño de la investigación es experimental-

prospectivo y longitudinal, en tanto se manipula la variable independiente,

es decir la dosificación de la mezcla, y se registran nuevos datos a medida

que se realizan los ensayos y se evalúan datos en diferentes momentos. De

acuerdo a los resultados de los diseños de mezcla de hormigón, se obtuvo

con una relación de a/c= 0.50 y la proporción de agregados de 50% de

agregado fino y 50% de agregado grueso, mejores resultados a una edad

de curado a los 28 días, ya que presenta resultados óptimos en los ensayos

de resistencia a la compresión, lo cual demuestra que el porcentaje del

agregado canto rodado mejora la proporción en el diseño de mezcla

hormigón

f) Internacionales

Fookes, P. (2015) muestra que las gradaciones del agregado esta es quizás la

característica general más importante del agregado. La gradación y el

tamaño máximo de los agregados afectan las proporciones relativas de fino

a grueso, así como los requisitos de cemento y agua, trabajabilidad,

porosidad y contracción del concreto. Las variaciones en la gradación

pueden afectar seriamente la uniformidad del concreto de un lote a otro.

En general, los agregados que no tienen una gran deficiencia o exceso de

20

cualquier tamaño y dan una curva de calificación suave, producen los

resultados más satisfactorios porque se obtiene la densidad máxima, es

decir, vacíos mínimos

Prasada, R. y Harish, O (2013) revelan que las gradaciones de los agregados, ya

sean agregados gruesos o agregados finos, que no cumplen con las

especificaciones tienen una amplia gama de impactos en varias

propiedades del concreto, dependiendo de una serie de factores. El impacto

en las propiedades del concreto va desde la nada. Significativo en ciertas

propiedades como resistencia a la compresión, módulo de elasticidad,

densidad y otros a significativos en otras propiedades seleccionadas tales

como resistencia a la tracción y permeabilidad a los iones cloruro entre

otros. El impacto específico de una gradación del agregado fallida no solo

depende de si los agregados fallan en el grosor o en el lado más fino de la

gradación, pero también en la medida de la falla fuera de los límites de

gradación aceptables. Además, el impacto de una gradación fallida en el

concreto es muy exclusiva de las propiedades específicas del concreto.

Además, que el fracaso de la gradación de agregados gruesos de particular

importancia es la observación de que incluso cuando las gradaciones de

los agregados varían dentro de los límites especificados permitidos de las

graduaciones, algunas propiedades del concreto tales como resistencia a la

tracción la permeabilidad del ion cloruro se ve afectada significativamente,

mientras que otras propiedades del concreto tales como la resistencia a la

compresión y el módulo de elasticidad no están influenciados.

Estrada, H. y Paez, A. (2014) evaluaron la influencia de la morfología de los

agregados pétreos más comunes en la ciudad de Coatzacoalcos Veracruz

en las características del concreto en estado fresco y en estado endurecido.

En función de esto, se realizaron ensayos comparativos entre el concreto

con agregados redondeados (graba normal) y concreto con agregado

triturado (piedra caliza), para lo cual se realizaron 108 especímenes

cilíndricos de concreto de 15 cm de diámetro por 30 cm de altura, curados

21

por inmersión hasta la fecha de prueba; conservando la relación a/c para

los diferentes diseños que se realizaron, y el tamaño máximo de los

agregados de 3/4”, para un f´c = 200 Kg/cm2, f’c = 250Kg/cm2 y f´c = 300

Kg/cm2 cabeceo con azufre y método ACI. El cemento utilizado

corresponde a un cemento Pórtland extra 30R.

Las pruebas destructivas a los especímenes fueron: compresión, f’c, con el

cual se obtuvo la carga de ruptura, en base a los resultados obtenidos de

las pruebas se demostró que la mezcla de agregado triturado produjo una

mayor resistencia a la compresión; en cambio, la mezcla de agregados

redondeados, arrojó bajos resultados de resistencia a la compresión. Es de

resaltar que existen variables en los agregados que no están incluidas en el

diseño de las mezclas, y que podrían afectar en gran medida las

propiedades mecánicas del concreto. Una de ellas, la morfología.

Calderon, E. (2015) muestra las propiedades físicas, mecánicas, químicas y

mineralógicas de los materiales provenientes del río Chanchan, obtenidas

a través de los diferentes ensayos de laboratorio. Así mismo, se

encontrarán los diseños de hormigón utilizando los métodos ACI y

O’Reilly y los análisis de precios unitarios para determinar la conveniencia

económica de los dos métodos. Tiene como objetivo presentar dos diseños

de hormigón para asegurar resistencia, funcionalidad, durabilidad y

economía, esto es, resistencias a la compresión de 210 y 280 Kg/cm2, a

través de los métodos ACI y O'Reilly, utilizando agregados pétreos tipo

canto rodado, provenientes del río Chanchan.

Finalmente se concluye que el método del Dr. O’Reilly no presenta

ninguna ventaja frente al método del ACI, esto tomando en cuenta el

proceso de diseño, tiempo y economía, en tanto que con el método del ACI

si se pueden preparar hormigones con material tipo canto rodado

proveniente del río Chanchan sin separar los agregados gruesos y finos

(ripio), cumpliendo normas y especificaciones.

22

Asimismo, el método del Dr. O’Reilly no presenta ninguna ventaja frente

al método del ACI, esto tomando en cuenta el proceso de diseño, tiempo y

economía, en tanto que con el método del ACI si se pueden preparar

hormigones con material tipo canto rodado proveniente del río Chanchan

sin separar los agregados gruesos y finos (ripio), cumpliendo normas y

especificaciones.

Fookes, P. (2015) revela que la gravedad específica de un agregado es la relación

entre su peso y el peso de un volumen igual de agua. Se utiliza en ciertos

cálculos para el diseño y control de mezclas, como el volumen absoluto

ocupado por el agregado. La mayoría de los agregados de peso normal en

uso común tienen gravedad específica que varía entre 2.4 y 2.9 gr/cm³. En

los cálculos concretos, generalmente se utiliza la gravedad específica de

los agregados secos de superficie saturada. En esta condición, se considera

que todos los poros de cada partícula del agregado están llenos de

humedad, pero sin exceso de humedad en la superficie de la partícula, es

decir, seco en superficie saturada.

Fookes, P. (2015) expone que la resistencia y la elasticidad del agregado dependen

de su composición, textura y estructura, por lo que una resistencia baja

puede deberse a la debilidad de los granos constituyentes o los granos

pueden ser fuertes, pero no lo suficientemente bien unidos o cementados

entre sí. En algunos casos, las etapas tempranas de la meteorización

pueden haber debilitado la buena adherencia original o el cemento de los

granos originalmente fuertes. Aunque la resistencia inadecuada del

agregado representa un caso limitante, las otras propiedades de los

agregados tienen cierta influencia sobre la resistencia del concreto. Si se

hace una comparación de concretos con diferentes agregados se puede ver

que la influencia del agregado sobre la resistencia del concreto es

cualitativamente cualquiera que sea la proporción de la mezcla, y la

misma, independientemente de si el concreto es probado en compresión o

en tensión. Es probable que esta influencia del tipo de agregado en la

resistencia del concreto se deba no solo a la resistencia mecánica del

23

agregado, sino también en gran medida a sus características de absorción

y adhesión con la pasta de cemento. El módulo de elasticidad del agregado

afecta la magnitud de la deformación y la contracción que puede realizar

el concreto.

Abdullahi, M. (2012) muestra que el tipo agregado tiene efecto sobre la resistencia

a la compresión del concreto normal. La mayor resistencia a la compresión

se logró a partir del concreto que contiene cuarcita triturada, seguido por

el concreto que contiene grava del río. El concreto que contiene granito

triturado muestra el menor desarrollo de resistencia en todas las edades. El

modelo polinomial lineal en función de la edad en el curado es adecuado

para tener en cuenta la variabilidad en los datos de resistencia a la

compresión. Se sugiere que el agregado de cuarcita triturada se puede

emplear para trabajos de concreto en lugares donde los profesionales del

concreto tienen una variedad de opciones disponibles.

Fernández, M. (2005) afirma que la adherencia mecánica que permite la unión a

escala macroscópica depende del estado superficial de los agregados. Es

mayor cuanto más rugosa es la superficie y así, los agregados triturados

proporcionan la mayor adherencia y resistencia del concreto, siendo, por

tanto, empleados en pavimentos de aeropuertos y carreteras.

Bracamonte, R.(2013) manifiesta que la necesidad de contar con un concreto de

calidad hace indispensable conocer a detalle sus componentes, ya que tanto

la resistencia como la durabilidad dependen de las propiedades físicas y

químicas de ellos. Este trabajo tiene como objetivo estudiar la variabilidad

de las características físico-mecánicas de los agregados que se producen

en la formación geológica Toluviejo (Sucre) y definir un marco de

comportamiento (confiabilidad estadística) entre variables físico-

mecánicas de estos agregados y su influencia en las características del

concreto que se produce en el departamento de Sucre. Este estudio muestra

que existen relaciones significativas entre las propiedades físico mecánicas

de los agregados gruesos y la resistencia de los concretos. La resistencia a

24

compresión del concreto (CSc) y la resistencia a compresión de la roca CSr

se presentan en las Tabla 1 y 2. La CSc generalmente aumenta con el

aumento de la CSr

Iberico, J. (2019) estima que la influencia del agregado grueso según su formación

geológica en las propiedades mecánicas del concreto de la zona este de

Lima. Tomando tres tipos de agregados como son Tonalita Hornblendita

(TH), Tonalita Cuarcífera (TC) y Andesita (A), estas fueron extraídas en

forma de probetas con diamantina para luego ser sometidas a resistencia

de comprensión uniaxial y tracción indirecta. Para demostrar dicha

influencia se realizaron diseños de mezcla patrón para f´c =210, 300 y 400

kg/cm², determinando las propiedades físicas de los agregados gruesos de

cantera Unicon y agregado fino de la cantera Lima I. Cada tanda de mezcla

se hizo para 9 briquetas más una prueba de Asentamiento. Las

proporciones de cada diseño se consideraron igual para los tres tipos de

agregado gruesos. Los resultados de las propiedades físicas de los tres tipos

de agregados TC y TH no estaban bien gradadas, tenían exceso de

partículas en el tamiz 3/8” y A esta dentro de los límites de huso 67, así

también se ha determinado que el agregado grueso tipo TC tiene menor

peso específico y mayor contenido de humedad de 2. 64 gr/cm³ y 3.48 %.

En las propiedades mecánicas de las rocas se determinó que tiene una

influencia promedio de 7. 94 % en los tres tipos de rocas en relación de la

resistencia a tracción indirecta y resistencia a compresión uniaxial.

Conociendo estas propiedades mencionadas líneas anteriores se determinó

la resistencia a compresión uniaxial y tracción indirecta del concreto donde

se puede concluir, que mientras más sea el f´c, mayor intervención tiene

los agregados gruesos RCU (f´c =210, 300 y 400 kg/cm²) su influencia del

agregado grueso TC en el concreto (10.71, 17.44 y 19.88 %) y para RTI se

tiene una influencia (13.37, 14.57 y 16.94 %)

Ramirez F. & Leon, P. (2014) Efecto de la forma de los agregados en las

propiedades del concreto fresco: La forma de las partículas afecta la

trabajabilidad y colocación del concreto en estado fresco. El requerimiento

25

de pasta de cemento de la mezcla de concreto está asociado a la superficie

específica de los agregados. Las partículas con una superficie específica

menor como las de forma cúbica o redondeada requieren menos pasta de

cemento para alcanzar la misma trabajabilidad que una mezcla de concreto

producida con agregados de mayor superficie específica como aquellos

que contienen partículas elongadas y aplanadas. Adicionalmente, las

partículas aplanadas, alargadas, angulares y rugosas al acomodarse tienen

un alto contenido de vacíos, que hacen que la mezcla requiera de más arena

para proporcionar un concreto manejable. Cuando esto sucede, la finura de

la mezcla de agregados es mayor, es decir que tiene una superficie

específica mayor, y por ende el requerimiento de pasta incrementa.

Además de tener un efecto directo sobre la trabajabilidad de la mezcla, las

partículas aplanadas, alargadas, angulares y rugosas producen mezclas que

dificultan el acabado superficial del concreto, así como su compactación.

Aunque la textura superficial afecta la trabajabilidad, su influencia no es

tan representativa como la que tiene la gradación y la forma de los

agregados. La demanda de agua en una mezcla de concreto también está

influenciada por la forma y textura de los agregados. Una demanda mayor

de agua para obtener una trabajabilidad dada, reduce la resistencia y

aumenta la exudación del concreto.

Ramirez, F. y Leon, P. (2014) Efecto de la forma de los agregados en las

propiedades del concreto endurecido: La forma y la textura de los

agregados además de afectar significativamente la trabajabilidad del

concreto en estado fresco, tienen un efecto en la resistencia y la durabilidad

de concreto endurecido. La textura afecta la adherencia entre las partículas

gruesas y la matriz de mortero reflejándose en la variación de la

resistencia. Las partículas rugosas tienden a generar mayores resistencias

que las partículas lisas, especialmente la resistencia a la flexión. Sin

embargo, las partículas rugosas incrementan la demanda de agua para una

trabajabilidad dada reduciendo de esta forma la resistencia y la

durabilidad.

26

La durabilidad está asociada a un contenido bajo de agua, por esta razón

los agregados angulares, aplanados y alargados afectan negativamente la

durabilidad del concreto ya que incrementan la demanda de agua. En el

caso de concretos usados en pavimentos, las partículas aplanadas ubicadas

cerca de la superficie impiden la exudación de agua del mortero ubicado

bajo la partícula, causando deterioro de la superficie y por lo tanto

disminución de la durabilidad del mismo.

Estableció que la forma y la textura de los agregados tienen un efecto

directo en la resistencia influenciando las concentraciones de esfuerzo en

el material compuesto y el grado de micro fisuras y fisuras antes y después

de la falla encontraron además que la forma y la textura de los agregados

afectan la forma de la curva esfuerzo -deformación del concreto ya que la

morfología de los agregados influencia la generación de micro fisuras en

la zona de transición. La influencia de la forma de los agregados en la

resistencia del concreto es controversial. A pesar de que se ha observado

que concretos fabricados con agregados con diferentes formas y un

contenido de cemento dado pueden alcanzar niveles de resistencia

similares, algunos autores aseguran que los concretos producidos con

agregados de forma redondeada y cúbica tienden a producir mayores

resistencias que agregados alargados y aplanados.

Por lo expuesto anteriormente, existen diferentes especificaciones que

limitan el contenido de partículas alargadas o aplanadas en agregados

usados en la producción de concreto. Por ejemplo, las normativas

españolas del concreto especifican que el porcentaje en peso de partículas

aplanadas debe ser menor al 35% del peso total del concreto. La norma

británica estipula que este porcentaje debe ser menor a 40 %.

Las especificaciones del Instituto de Desarrollo Urbano de Bogotá

establecen que el porcentaje máximo de partículas alargadas y aplanadas

debe ser del 15% al 20% dependiendo del tipo de tráfico.

27

Ferreira, A. (2014) describe la forma de medir la resistencia a la abrasión y

durabilidad de una muestra de agregado grueso. El ensayo MicroDeval, en

agregados gruesos, es una medida de la resistencia a la abrasión y

durabilidad de agregados pétreos que han sido sometidos a la acción

combinada de abrasión y molienda con bolas de acero en presencia de

agua. La muestra con graduación normalizada es inicialmente sumergida

en agua por no menos de una hora. La muestra es entonces colocada en un

recipiente de acero con 2.0 litros de agua y una carga abrasiva consistente

en 5000 g de bolas de acero de 9.5 mm de diámetro. El recipiente,

agregado, agua y carga se rotan a 100 rpm por 2 horas. La muestra luego

es lavada y secada en horno. La pérdida es la cantidad de material que pasa

el tamiz de 1.18 mm (No 16), expresada como porcentaje de la masa

original de la muestra

Ozturan, R. y Cecen, P.(1997) manifiesta que en concretos fabricados con

agregados triturados resistieron más que los de canto rodado; el esfuerzo

de compresión a los 28 días para los concretos hechos con agregados

gruesos de grava redonda estuvo entre el 1 0 y 20 % más bajos que los

concretos preparados con agregados triturados. Lo anterior puede ser

atribuido tanto a la superficie lisa de los agregados de canto rodado, como

a su posible menor resistencia, en relación a los agregados triturados, que

fueron de basalto y caliza.

Indecity, (2018) en su artículo indica: La informalidad en cuanto a la

Autoconstrucción de viviendas en el Perú nos ha llevado a la reflexión, de

acuerdo con el Centro Peruano Japonés de Investigaciones Sísmicas y

Mitigación de Desastres (Cismid), en las zonas periféricas de las ciudades,

el nivel de informalidad en la construcción puede alcanzar el 90% incluso.

En el Perú se construyen decenas de miles de viviendas informales al año,

pese a que, es un país proclive a sufrir fenómenos naturales. Esto significa

que, ante un eventual sismo de gran escala o un huaico (avalancha de agua,

28

lodo y piedras), son mayoritarias las viviendas que correrían el riesgo de

desplomarse o dañarse severamente.

Varios criterios diferencian una vivienda informal de una formal. El

primero y más básico es el factor legal: poseer un título de propiedad y una

licencia de construcción. Esta última, otorgada por la municipalidad, da al

propietario la confianza de que su edificación se va a establecer en un suelo

seguro y con los planos técnicos correspondientes. Asimismo, durante las

fases de diseño y construcción, se necesita contar con profesionales

específicos bajo supervisión municipal.

La inseguridad a la que se expone una vivienda informal es preocupante,

especialmente cuando no se tiene en consideración un aspecto

determinante: los suelos. “Si no se toma esto en consideración, se podría

estar construyendo en lugares donde las ondas sísmicas se amplifican”,

advierte Miguel Estrada, director del Cismid. Y llama la atención sobre

algunos efectos colaterales de un terremoto en edificaciones informales:

desplome de estructuras débiles y no funcionales; fuga de agua, cuya

humedad afecta los materiales estructurales; y cortocircuitos que se

convierten en incendios.

Adicionalmente existen riesgos asociados a cimientos defectuosos sobre

terrenos blandos, a construcción sobre rellenos sanitarios y a edificaciones

que se asientan en zonas de alto riesgo no mitigable, es decir, donde no

hay posibilidad de contener un desastre natural, por ejemplo, un desborde

del río o un huaico.

Estrada, R. y Paez, L. (2013) manifiesta en su investigación concluye que los

agregados redondeados, que son los más baratos y con mayor

disponibilidad, obtuvieron bajas resistencias que el agregado triturado.

Afirmó que esto no significa que el agregado redondeado sea de baja

calidad, puesto que los especímenes elaborados con este agregado

alcanzaron su resistencia óptima; pero el agregado triturado superó dichos

resultados de resistencia en 200 Kg/cm2 y 250 Kg/cm2, siendo la misma

29

relación agua/cemento para el primer diseño en ambos casos de agregados

(grava y grava triturada) y; así mismo, dos relaciones de agua/cemento

diferente en los diseños de 250 Kg/cm2 y 300 Kg/cm2.

2.2 Bases teóricas vinculadas a la variable o variables de estudio

2.2.1 Agregado grueso

El agregado grueso estará graduado dentro de los límites especificados en

la norma NTP 400.037 o ASTM C 33. La granulometría seleccionada deberá ser

preferentemente continua y deberá permitir obtener la máxima densidad del

concreto con una adecuada trabajabilidad en función de las condiciones de la

mezcla. La granulometría seleccionada no deberá tener más del 5% del agregado

retenido en la malla de 1 ½” y no más del 6% del agregado que pasa la malla de

¼”.

Gravas

Comúnmente llamados “canto rodado”, es el conjunto de fragmentos pequeños de

piedra, provenientes de la desintegración natural de las rocas, por acción del hielo

y otros agentes atmosféricos, encontrándoseles corrientemente en canteras y

lechos de ríos depositados en forma natural. Cada fragmento ha perdido sus aristas

vivas y se presentan en formas más o menos redondeadas. Las gravas pesan de

1600 a 1700 kg/m³.

Piedra partida o chancada

Se denomina así al agregado grueso obtenido por trituración artificial de rocas o

gravas. Como agregado grueso se puede usar cualquier clase de piedra partida

siempre que sea limpia, dura y resistente. Su función principal es dar volumen y

apoyar su propia resistencia. Los ensayos indican que la piedra chancada o partida

da concretos ligeramente más resistentes que los hechos con piedra redonda. El

peso de la piedra chancada se estima en 1450 a 1500 kg/m3.

30

g) Propiedades del agregado grueso

- Según su origen

Shetty, M. 2005, Casi todos los agregados naturales provienen de rocas de lecho.

Hay tres tipos de rocas, ígneas, sedimentarias y metamórficas. Estas

clasificaciones se basan en el modo de formación de las rocas. Cabe

recordar que las rocas ígneas están formadas por el enfriamiento de magma

fundido o lava en la superficie de la cresta o en lo profundo debajo de la

cresta. Las rocas sedimentarias se forman originalmente debajo del lecho

marino y posteriormente levantado. Las rocas metamórficas son

originalmente rocas ígneas o sedimentarias que posteriormente se

metamorfosea debido al calor y la presión. La fabricación de concreto las

propiedades del agregado están influenciadas en cierta medida sobre la

base de la formación geológica de las rocas progenitoras junto con los

procesos posteriores de meteorización y alteración. (p 67)

a) Agregados de rocas ígneas

Shetty, M. (2005) La mayoría de las rocas ígneas producen agregados de concreto

altamente satisfactorios porque son normalmente dura y densa. Las rocas

ígneas tienen una estructura masiva, totalmente cristalina o totalmente

vítreo o en combinación, dependiendo de la velocidad a la que se enfría

durante la formación. Pueden ser ácidos o básicos dependiendo del

porcentaje de sílice. Pueden aparecer de color claro u oscuro. Las rocas

ígneas como clase son la mayoría de los agregados de concreto

químicamente activos y muestran una tendencia a reaccionar con los

álcalis en cemento. (p. 68)

Como la roca ígnea es más extendido del tipo de rocas en la faz de la tierra,

la mayor parte de los agregados de concreto, que se derivan, son de origen

ígneo son todos los agregados provenientes de rocas ígneas, generalmente,

este tipo de rocas son conocidas también como originales, endógenas o

magmáticas. Se pueden clasificar en:

31

Intrusivas, abisales o plutónicas.

Filonianas o hipoabisales.

Extrusivas, efusivas o volcánicas.

32

Figura N° 1:Clasificación de rocas ígneas (intrusivas, filoninas o extrusiva

Fuente: Revista de construcción 360

Nota: La mayor parte de la corteza terrestre está formada por rocas ígneas y las demás proceden de ellas,

por lo que se les llama rocas originales, endógenas o magmáticas por proceder del magma. En la tabla 1 se

presenta la clasificación de las rocas ígneas según la velocidad de solidificación del magma y el lugar de la

corteza terrestre donde ocurre esta consolidación.

33

Tabla N° 1:Clasificación de las rocas ígneas según su velocidad y localización

Denominación Velocidad de

solidificación Localización

Intrusivas, abisales o plutónicas Lenta Consolidadas a gran

profundidad

Filonianas o hipoabisales Media Consolidadas a profundidad

media

Extrusivas, efusivas o volcánicas Rápida

Consolidación cerca o sobre

la superficie (por alguna

erupción)

Fuente: Concreto simple Ing. Gerardo A. Rivera l.

De acuerdo a la velocidad de enfriamiento del magma, se obtiene una textura dada, la

cual incide en la capacidad de adherencia del material. A baja velocidad de enfriamiento,

los granos o cristales son grandes, a velocidad alta son pequeños y si el enfriamiento es

instantáneo quedan las partículas porosas (piedra pómez debida a la erupción de un

volcán).

b) Agregados de rocas sedimentarias

Shetty, M. (2005), Las rocas ígneas o metamórficas están sujetas a agentes

meteorológicos como el sol, lluvia y viento estas agencias de

meteorización se descomponen, fragman, transportan y depositan las

partículas de roca, muy por debajo del lecho oceánico, donde son

cementadas juntas por algunos de los materiales de cementación. Los

materiales de cementación pueden ser carbonosos, silíceos o arcilloso en

la naturaleza. Al mismo tiempo se somete el material depositado y

cementado a la presión estática del agua y se convierte en capa compacta

de roca sedimentaria. La deposición, cementación y consolidación se

realiza capa por capa debajo del fondo del océano. Estas formaciones

rocosas sedimentarias posteriormente se levantan y se convierten en

continente. Las calidades de los agregados derivados de rocas

sedimentarias varían en calidad dependiendo del material de cementación

y la presión bajo la cual estos las rocas son originalmente compactadas. (p

68)

34

Son los agregados provenientes de rocas sedimentarias, las cuales son las de mayor

abundancia en la superficie terrestre. Este tipo de rocas está formado por fragmentos de

rocas ígneas, metamórficas u otras sedimentarias. Se pueden originar por descomposición

y desintegración o por precipitación o deposición química.

Figura N° 2:Clasificación de agregados sedimentarios formados por rocas ígneas

Fuente: Revista de construcción 360

Son las más abundantes en la superficie terrestre (75%); está formadas por fragmentos de

rocas ígneas, metamórficas u otras sedimentarias. Su origen puede darse por dos procesos:

por descomposición y desintegración de las rocas mencionadas, en un proceso de erosión,

transporte, depositación y consolidación; o por precipitación o depositación química

(carbonatos). Los agentes que transportan y depositan se describen en la tabla 2.

Estos agentes arrastran los materiales dándoles forma y tamaño característicos a los

depósitos, dichos factores contribuyen en la calidad del material a usarse en las mezclas.

Por el tamaño de las partículas y de acuerdo al grado de consolidación del depósito se

pueden clasificar según la tabla 3.

35

Tabla N° 2:Clasificación de rocas sedimentarias según el agente geológico externo

Agente Transporte Depósito

Agua

Río

Lago

Mar

Depósitos aluviales de canto rodado,

grava, arcilla,

limo, etc.

Depósitos lacustres de estratos

horizontales.

Depósitos marinos que dependen de

vientos y

mareas.

Hielo Glaciar

Mezcla de toda clase de materiales y

tamaños por

su sistema de formación.

Aire Viento Dunas o barbajanes (Arena), Loess (Limo)

Fuente: Revista de construcción 360

Tabla N° 3:Clasificación de los depósitos de rocas sedimentarias.

Depósito

inconsolidado

Tamaño de las

partículas mm.

Depósito consolidado

de rocas.

Cantos 256 – 64 Conglomerado muy grueso.

Gravas 64 – 5 Conglomerado.

Arenas 5 – 0,074 Arenisca.

Limos 0,074 – 0,002 Limolitas

Arcillas < 0,002 Arcillolitas o argelitas. (Según

compactación).

Fuente: Revista de construcción 360

c) Agregados de rocas metamórficas

Seth, M. (2005), Tanto las rocas ígneas como las sedimentarias pueden estar

sometidas a altas temperaturas y presión que causa metamorfismo que

cambia la estructura y textura de las rocas. Las rocas metamórficas

muestran estructura foliada. El grosor de esta foliación puede variar de

36

unos pocos centímetros a muchos metros. Si el grosor de esta foliación es

menor, entonces el agregado individual puede exhibir una foliación que no

es una característica deseable en conjunto. (p. 68)

Son todos los agregados provenientes de rocas metamórficas, que a su vez provienen de

ígneas y sedimentarias, las cuales experimentan grandes presiones y altas temperaturas

generadas en los mismos metamorfismos de contacto o metamorfismo regional o

dinámico.

Metamorfismo de contacto:

Debido a la intrusión del magma y al calor aportado por éste, la formación de la roca es

originada por transformación iónica y porque se presenta una fluidez que permite

modificar sin fragmentar los cristales que se alargan y adelgazan.

Metamorfismo regional o dinámico:

Se denomina regional porque generalmente ocupa grandes extensiones y se presenta a

gran profundidad en condiciones de altas presiones de confinamiento, combinadas con

reacciones químicas que originan una reagrupación molecular para conformar una roca

más densa en su estructura. Según el grado de metamorfismo, se obtienen estructuras

foliadas (esquistadas) o masivas, las cuales inciden en la forma, tamaño y textura de las

partículas del agregado.

37

Figura N° 3:Clasificación de los depósitos de rocas sedimentarias.

Fuente: Revista de construcción 360

- Según su Fragmentación

Dependiendo del tipo de fragmentación que tienen, los agregados se

pueden clasificar en:

- Agregados naturales: son los agregados fragmentados por procesos

naturales como la erosión.

- Agregados manufacturados: son todos los agregados fragmentados

con procesos mecánicos.

- Agregados mixtos: son una combinación de agregados

fragmentados de forma natural y de forma artificial.

2.2.2 Agregados minerales

Los agregados minerales generalmente ocupan alrededor del 70 a 80 % del

volumen del concreto, debido a ello tienen una gran influencia en sus propiedades.

Ellos son materiales granulares, que provienen la mayor parte de veces de roca

38

natural, roca chancada o grava natural y arena. Aunque no son los únicos

materiales usados como agregados, ellos son los de mayor uso.

Adicionalmente a su uso como material de relleno, los agregados generalmente se

usan para mejorar la estabilidad dimensional y la resistencia al desgaste. La

influencia que los agregados pueden tener en las propiedades físicas y mecánicas

del concreto se detallará a continuación. Aquí discutiremos la influencia de las

propiedades de los agregados en el concreto; en la resistencia a la compresión y la

velocidad de pulsos de ultrasonido.

Los agregados, generalmente, no son clasificados de acuerdo con su composición

mineralógica, más bien se clasifican con un sistema más simple y útil basado en

su gravedad específica. Bajo el sistema antes mencionado los agregados son

clasificados como ligeros, normales y pesados. Este capítulo está dedicado a los

agregados normales (de gravedad específica normal), esto debido a que con ellos

se elabora casi la totalidad del concreto en nuestro país.

Los agregados que tienden a fracturarse fácilmente a lo largo de planos específicos

pueden disminuir la resistencia a la compresión y la velocidad de pulsos de

ultrasonido, pues el tiempo de tránsito de los pulsos será mayor en ellos. Debido

a ello es mejor evitar el uso de agregados que contienen una proporción

significativa de partículas débiles y friables o si es posible retirar estas partículas.

Los agregados también deberían estar libres de impurezas tales como: arcillas,

limos o materia orgánica. Si estas impurezas recubren la superficie de los

agregados, ellas interferirán con la adherencia cemento - agregado. Los limos, las

arcillas y otros materiales finos también incrementaran el requerimiento de agua

en el concreto, más si se trata de materia orgánica, esta interferirá con la

hidratación del cemento.

2.2.3 Agregados artificiales

Por lo general, los agregados artificiales se obtienen a partir de productos

y procesos industriales tales como: arcillas expandidas, escorias de alto horno,

39

Clinker, limaduras de hierro y otros, comúnmente estos son de mayor o menor

densidad que los agregados corrientes.

Actualmente se están utilizando concretos ligeros o ultraligeros, formados con

algunos tipos de áridos los cuales deben presentar ciertas propiedades como son:

forma de los granos compacta, redondeada con la superficie bien cerrada, ninguna

reacción perjudicial con la pasta de cemento ni con el refuerzo, invariabilidad de

volumen, suficiente resistencia a los fenómenos climatológicos; además deben de

tener una densidad lo menor posible, con una rigidez y una resistencia propia

suficientemente elevada y ser de calidad permanente y uniforme.

Los agregados ligeros más utilizados son los producidos con arcilla y pizarra

expandida (incluyendo la arcilla pizarrosa y la pizarra arcillosa). Es de anotar que

se han desarrollado con bastante éxito agregados ligeros en Alemania (con arcilla

y pizarra), y España (con arcilla expandida conocida comercialmente como

ARLITA).

Estos agregados ligeros poseen características tales como: baja densidad, aislante,

resistente, no tóxico e incombustible. Es utilizado en la fabricación de hormigón

ligero estructural; aislamiento de cubiertas, suelos y terrazas; rellenos ligeros

aislantes y resistentes y prefabricados (desde el bloque más ligero hasta el panel

más grande).

La pequeña densidad aparente de los granos se debe siempre a su gran porosidad

(hasta un 50% de su volumen y más). La constitución porosa de cada uno de los

granos se consigue mediante un tratamiento a altas temperaturas (en general

1100°C o mayores, según la temperatura de sinterización del material - Sinterizar:

Conglomerar o soldar metales pulverulentos sin alcanzar la temperatura de

fusión). La inclusión del aire se efectúa generalmente por:

a) Formación de gases de determinados componentes de la materia prima o de

aditivos mezclados. Una parte de los gases originados quedan encerrados en la

masa viscosa y la expanden.

40

b) Mezcla de materia prima reblandecida o ya fundida con agua o vapor. El vapor

encerrado o un gas formado en esta mezcla, origina al enfriarse, una estructura

celular.

c) Combustión de componentes de la materia prima.

- Según su tamaño

Shetty, M. (2005) El mayor tamaño máximo de agregado posible para

manejar bajo un conjunto dado de se deben utilizar condiciones.

Quizás, el tamaño de 80 mm es el tamaño máximo que podría ser

convenientemente utilizado para la fabricación de concreto. Usar

el tamaño máximo más grande posible resultará en reducción del

contenido de cemento, reducción del requerimiento de agua y

reducción del secado contracción. Sin embargo, el tamaño máximo

del agregado que se puede usar en cualquier condición dada puede

estar limitado por las siguientes condiciones como espesor de la

sección, separación del refuerzo, cubierta transparente y técnicas

de mezcla, manipulación y colocación.

Neville, A. (1999) menciona lo siguiente: Desde el punto de vista de su

tamaño, los agregados se dividen en dos grupos: los agregados

finos y los agregados gruesos. Los primeros consisten en arenas

naturales o manufacturadas con tamaños de partículas que van

desde 5 mm hasta mayores de 60μm; los segundos son aquellos

cuyas partículas son mayores a 5 mm y hasta 125 mm.

- Según su forma

La forma del agregado afecta la trabajabilidad del concreto debido

a las diferencias en el área de superficie causadas por diferentes formas.

Se requiere una pasta suficiente para recubrir el agregado para

proporcionar lubricación. Las formas típicas de los agregados se muestran

en la Figura 3. Entre estos, las formas esféricas, cúbicas e irregulares son

buenas para la aplicación en concreto porque pueden beneficiar la

41

resistencia. Los agregados planos, en forma de aguja y prismáticos tienen

una capacidad de carga débil y se rompen fácilmente. Además, la relación

superficie / volumen de un agregado esférico es la más pequeña.

Maerz y Zhou, (1999) Las mediciones de la forma de los agregados para

el concreto, han sido ampliamente realizadas por medio de métodos

manuales con el uso de calibradores de alargamiento y

aplanamiento. Esas medidas no sólo son demoradas, sino que

también son altamente subjetivas. Debido a su ineficiencia y costo,

estas mediciones tienden a no ser suficientemente representativas

para obtener un resultado estadísticamente válido. Existen

tecnologías como el procesamiento de imágenes que podrían

incrementar la exactitud y la eficiencia de estas mediciones, las

cuales están siendo actualmente desarrolladas para medir la forma

de los agregados de manera que puedan ser implementadas para su

uso común.

La forma más generalizada de clasificar los agregados es según su tamaño,

el cual varía desde fracciones de milímetros hasta varios centímetros de

sección; esta distribución del tamaño de las partículas, es lo que se conoce

con el nombre de Granulometría.

De acuerdo con la clasificación unificada, los suelos se dividen en suelos

finos (material de tamaño inferior a 0,074 mm o 74 m-tamiz No. 200) y

suelos gruesos (material de tamaño superior o igual a 0,074 mm o 74 m-

tamiz No. 200); para la elaboración de mezclas de mortero o de concreto

se emplean los suelos gruesos y se limita el contenido de suelo fino.

La fracción fina de los suelos gruesos, cuyas partículas tienen un tamaño

inferior a 4,76 mm (tamiz N°4) y no menor de 0,074 mm (tamiz N°200),

es lo que comúnmente se denomina agregado fino; y la fracción gruesa, o

sea aquellas partículas que tienen un tamaño superior a 4,76 mm (tamiz

N°4), es lo que normalmente se llama agregado grueso.

42

- Grava: Agregado grueso de tamaño máximo mayor o igual a 20

mm.

- Gravilla: Agregado grueso de tamaño máximo menor a 20 mm. La

grava y la gravilla son resultantes de la desintegración natural y

abrasión de las rocas o del procesamiento de conglomerados

débilmente ligados.

- Arena: Agregado fino resultante de la desintegración natural y

abrasión de las rocas o del procesamiento de conglomerados

débilmente ligados.

- Grava triturada o triturado: Agregado grueso resultante de la

trituración artificial de la roca.

- Arena manufacturada o arena triturada: Agregado fino resultante

de la trituración artificial de la roca, piedra o escoria (residuo

mineral de hierro).

- Escoria de alto horno: Producto no metálico, constituido

esencialmente por silicatos y aluminosilicatos de calcio y de otras

bases, que se produce en forma líquida o fluida simultáneamente

con el hierro en un alto horno.

Una clasificación más específica es la que aparece en la tabla No. 2.6

donde se muestra los nombres más usuales de las fracciones y su aptitud

para morteros o concretos según el tamaño de sus partículas.

43

Tabla N° 4:Clasificación de los agregados según el tamaño de sus partículas.

Tamaño en mm Denominación

más común Clasificación

Uso como

agregado de

mezclas

< 0,002 Arcilla Fracción muy fina No recomendable

0,002 – 0,074 Limo Fracción fina No recomendable

0,074 – 4,76

#200 - #4 Arena Agregado fino

Material apto para

mortero o concreto

4,76 – 19,1

#4 – ¾” Gravilla

Agregado grueso

Material apto para

concreto

19,1 – 50,8

¾” – 2” Grava

Material apto para

concreto

50,8 – 152,4

2” – 6” Piedra

> 152,4

6” Rajón, Piedra bola Concreto ciclópeo

Fuente: Revista 360 construcción

- Efecto de la forma de los agregados en el concreto

Andersen, T y Johansen, G. (1991): Las características de los agregados

tienen un efecto significativo en el comportamiento del concreto en

estado fresco y endurecido. Las principales características de los

agregados que afectan las propiedades del concreto son forma y

textura, gradación, absorción, mineralogía, resistencia y módulo de

elasticidad, tamaño máximo, gravedad específica, resistencia al

ataque de sulfatos y dureza. En la medida en que se determine la

influencia de cada una de estas propiedades en el comportamiento

del concreto, será posible realizar diseños de mezclas más

económicos. Para lograr una mezcla de concreto óptima se

requieren entre otras condiciones que la compacidad de la mezcla

de agregados sea la máxima posible con una trabajabilidad

adecuada de forma que se minimice la cantidad de pasta de

44

cemento requerida para la pega de los agregados. Igualmente se

requiere que sus componentes satisfagan características que

permitan que la mezcla de concreto sea durable y cumpla con los

requisitos de trabajabilidad y resistencia establecidos durante el

diseño. La estimación de la compacidad de una mezcla granular es

un problema fundamental para el manejo y conocimiento del

concreto y depende de 3 parámetros fundamentales: tamaño y

distribución de los granos, forma de los granos (morfología y

textura) y método de compactación de la mezcla de concreto.

Hudson, (1998): A mayor contenido de vacíos el concreto requiere más

pasta de cemento. Se ha encontrado que el requerimiento de pasta

de cemento se reduce alrededor de 4% a 5% cuando se utiliza

agregado cúbico en vez de agregado alargado y aplanado. Así

mismo, como la forma de las partículas afecta la compacidad de la

mezcla de agregado, esta tiene una alta incidencia en la demanda

de pasta de cemento y por lo tanto en los costos del concreto, y

afecta también la trabajabilidad y las propiedades mecánicas

concreto. La forma y textura de los agregados afectan la masa

unitaria compacta y por lo tanto juegan un papel importante en el

desempeño del mortero y del concreto en estado fresco y puede

afectar indirectamente su resistencia al afectar la colocación y

compactación del concreto.

- Efecto de la forma de los agregados en las propiedades del concreto

fresco

Reinaldo, S. (2015): La forma de las partículas afecta la trabajabilidad y

colocación del concreto en estado fresco. El requerimiento de pasta

de cemento de la mezcla de concreto está asociado a la superficie

específica de los agregados. Las partículas con una superficie

específica menor como las de forma cúbica o redondeada requieren

45

menos pasta de cemento para alcanzar la misma trabajabilidad que

una mezcla de concreto producida con agregados de mayor

superficie específica como aquellos que contienen partículas

elongadas y aplanadas.

Adicionalmente, las partículas aplanadas, alargadas, angulares y rugosas

al acomodarse tienen un alto contenido de vacíos, que hacen que la mezcla

requiera de más arena para proporcionar un concreto manejable. Cuando

esto sucede, la finura de la mezcla de agregados es mayor, es decir que

tiene una superficie específica mayor, y por ende el requerimiento de pasta

incrementa.

Además de tener un efecto directo sobre la trabajabilidad de la mezcla, las

partículas aplanadas, alargadas, angulares y rugosas producen mezclas que

dificultan el acabado superficial del concreto, así como su compactación.

Aunque la textura superficial afecta la trabajabilidad, su influencia no es

tan representativa como la que tiene la gradación y la forma de los

agregados. La demanda de agua en una mezcla de concreto también está

influenciada por la forma y textura de los agregados. Una demanda mayor

de agua para obtener una trabajabilidad dada, reduce la resistencia y

aumenta la exudación del concreto.

La forma de los agregados tiene incidencia sobre la trabajabilidad del

concreto fresco. Las formas básicas de éstos se pueden simplificar en 4

tipos, que son: equidimensional o esférica, prismática, tabular o elíptica, e

irregular. De todas éstas, la que mayor problema puede ocasionar para la

trabajabilidad es aquella de tipo tabular que además está alargada

(conocidas como piezas planas y alargadas); estas piezas pueden provocar

disminución en la trabajabilidad ya que muy fácilmente pueden orientarse

de manera preferencial en un solo plano, de manera que el agua y el espacio

poroso pueden acumularse debajo de ellas. Además, gravas con esta forma

ocasionan mayores requerimientos de arena, y eso hace necesario un

incremento en el volumen de agua para la mezcla (Uribe 1991). Es

46

deseable, entonces, que los agregados particularmente los gruesos tengan

una forma un tanto angular y cúbica.

- Efecto de la forma de los agregados en las propiedades del concreto

endurecido

Ramírez, F. (2010) La forma y la textura de los agregados además de

afectar significativamente la trabajabilidad del concreto en estado

fresco, tienen un efecto en la resistencia y la durabilidad de

concreto endurecido. La textura afecta la adherencia entre las

partículas gruesas y la matriz de mortero reflejándose en la

variación de la resistencia. Las partículas rugosas tienden a generar

mayores resistencias que las partículas lisas, especialmente la

resistencia a la flexión. Sin embargo, las partículas rugosas

incrementan la demanda de agua para una trabajabilidad dada

reduciendo de esta forma la resistencia y la durabilidad.

La durabilidad está asociada a un contenido bajo de agua, por esta razón

los agregados angulares, aplanados y alargados afectan negativamente la

durabilidad del concreto ya que incrementan la demanda de agua. En el

caso de concretos usados en pavimentos, las partículas aplanadas ubicadas

cerca de la superficie impiden la exudación de agua del mortero ubicado

bajo la partícula, causando deterioro de la superficie y por lo tanto

disminución de la durabilidad del mismo.

Ramírez, F. (2010) Estableció que la forma y la textura de los agregados

tienen un efecto directo en la resistencia influenciando las

concentraciones de esfuerzo en el material compuesto y el grado de

micro fisuras y fisuras antes y después de la falla. Mehta y

Monteiro (1993) encontraron además que la forma y la textura de

los agregados afectan la forma de la curva esfuerzo -deformación

del concreto ya que la morfología de los agregados influencia la

generación de micro fisuras en la zona de transición. La influencia

47

de la forma de los agregados en la resistencia del concreto es

controversial.

Ramírez, F. (2010) A pesar de que se ha observado que concretos

fabricados con agregados con diferentes formas y un contenido de

cemento dado pueden alcanzar niveles de resistencia similares,

algunos autores aseguran que los concretos producidos con

agregados de forma redondeada y cúbica tienden a producir

mayores resistencias que agregados alargados y aplanados.

Por lo expuesto anteriormente, existen diferentes especificaciones que

limitan el contenido de partículas alargadas o aplanadas en agregados

usados en la producción de concreto. Por ejemplo, las normativas

españolas del concreto especifican que el porcentaje en peso de partículas

aplanadas debe ser menor al 35% del peso total del concreto. La norma

británica estipula que este porcentaje debe ser menor a 40 %.

- Según su textura

La textura de la superficie de los agregados se puede clasificar en

6 grupos: vidrioso, liso, granular, rugoso, cristalino y alveolar. La textura

superficial de los agregados tiene una influencia significativa sobre la

fluidez del concreto fresco y la unión entre el agregado y la pasta de

cemento del concreto endurecido. Según las estadísticas experimentales,

los efectos relativos de la forma y la textura de la superficie de los

agregados sobre la resistencia del concreto.

La presencia de partículas alargadas o aplanadas puede afectar la

trabajabilidad, la resistencia y la durabilidad de las mezclas, porque

tienden a orientarse en un solo plano lo cual dificulta la manejabilidad;

además debajo de las partículas se forman huecos de aire y se acumula

agua perjudicando las propiedades de la mezcla endurecida.

48

Por otro lado, la textura superficial de las partículas del agregado influye

en la manejabilidad y la adherencia entre la pasta y el agregado, por lo

tanto, afecta la resistencia (en especial la resistencia a la flexión).

La norma NTC 174, (INV E-230), limita la cantidad total de partículas

alargadas y aplanadas presentes en el agregado a máximo 50%, sin

embargo, el ICPC (Instituto Colombiano de Productores de Cemento)

recomienda que la cantidad total de estas partículas no debe ser mayor al

15%.

Partícula Larga: Es aquella cuya relación entre la longitud y el ancho es

mayor de 1,5.

Partícula Plana: Es aquella cuya relación entre el espesor y el ancho es

menor de 0,5.

Tabla N° 5:Clasificación de las partículas del agregado según su forma.

Forma Descripción Ejemplo

Redondeadas

Totalmente desgastada por el

agua o completamente limada

por frotamiento.

Grava de río o playa, arena del

desierto, playa.

Irregular

Irregularidad natural, o

parcialmente limitada por

frotamiento y con orillas

redondeadas

Otras gravas, pedernales del

suelo o de excavación.

Escamosa

Material en el cual él es

pequeño en relación a las

otras dos dimensiones

Roca laminada.

Angular

Posee orillas bien definidas

que se forman en la

intersección de caras más o

menos planas.

Rocas trituradas de todo tipo,

escoria triturada

Alongadas

Material normalmente

angular en el cual la longitud

es considerablemente mayor

que las otras dos dimensiones

Fuente: Revista 360 construcción

49

La clasificación de las partículas del agregado según su textura superficial

se basa en el grado en que la superficie de una partícula es pulida o mate,

suave o áspera; es preciso describir el tipo de aspereza. La textura depende

de la dureza, el tamaño del grano y las características porosas de la roca

original (las rocas densas, duras y de grano fino generalmente tienen

superficies con fracturas suaves), así como del grado en que las fuerzas

que actúan sobre la superficie de la partícula han modificado sus

características.

Tabla N° 6:Clasificación de las partículas del agregado según su textura superficial

Textura Características Ejemplo

Vítrea Fractura concoidal Pedernal negro, escoria vítrea

Lisa

Desgastada por el agua, o liso

debido a la fractura de roca

laminada o de grano

Gravas, pizarras, mármol,

algunas reolitas

Granular

Fractura que muestra granos

más o menos uniformemente

redondeados

Arenisca

Áspera

Fractura áspera de roca con

granos finos o medianos que

contienen constituyentes

cristalinos no fácilmente

visibles.

Basalto, felsita, pórfido, caliza

Cristalina Contiene constituyentes

cristalinos fácilmente visibles Granito, Gabro, Gneis.

Apanalada Contiene constituyentes

cristalinos fácilmente visibles

Pómez, escoria espumosa,

arcilla expandida.

Fuente: Revista 360 construcción

- Según su color

Es una de las clasificaciones más fáciles de utilizar ya que solo

considera el color del material para hacer una diferenciación, sin embargo,

también es uno de los métodos que menos información proporciona acerca

del material y del desempeño que puede tener en la mezcla de concreto.

50

- Según su densidad

Depende de la cantidad de masa por unidad de volumen y del

volumen de los poros, ya sean agregados naturales o artificiales. Esta

distinción es necesaria porque afecta la densidad del concreto (ligero,

normal o pesado) que se desea producir, como lo indica la tabla 7.

Tabla N° 7:Clasificación de los agregados según su masa unitaria

Tipo de

concreto

Masa unitaria

aprox. Del ccto.

Kg/m3

Masa unitaria del

agregado kg/m3

Ejemplo de

utilización

Ejemplo

de

agregado

Ultraligero 500 – 800

Concreto

para

aislamiento.

Piedra

pómez Ag.

Ultraligero

Ligero 950 – 1350

1450 – 1950 480 –1040

Rellenos y

mamposterí

a no estruct.

Ccto.

Estructural

Perlita

Ag.

Ultraligero

.

Normal 2250 – 2450 1300 – 1600

Ccto.

Estruct. Y

no estruct.

Agregado

de río o

triturado.

Pesado 3000 – 5600 3400 – 7500

Ccto. Para

proteger de

radiación

gamma o X,

y

contrapesos

Hematita,

barita,

corindón,

magnetita.

Fuente: Revista 360 construcción

- Según su porosidad

Según Alexander, M. y Mindess, S. (2005) los minerales densos

tienen una porosidad medible y pueden absorber agua. La porosidad, es el

volumen interno de los poros como proporción del volumen total de un

sólido.

51

- Según su absorción

Se denomina absorción del agregado grueso cuando tiene todos sus

poros saturados pero la superficie del mismo está seca. Es en esta

condición como se hacen los cálculos de dosificación para elaborar

concreto. La absorción del agregado grueso se determina de acuerdo con

la norma ASTM C 127 de manera que se pueda controlar el contenido neto

de agua en el concreto y se puedan determinar los pesos correctos de cada

mezcla. A continuación, se presenta la expresión que se utiliza para

calcular el porcentaje de absorción al igual como hemos aplicado

anteriormente con el agregado fino.

PORCENTAJE DE ABSORCION (a %) =(B − A)

A

(1)

Seth, M. (2005). La Porosidad y absorción de áridos afectará la relación

agua / cemento, por lo tanto, la trabajabilidad del concreto. La porosidad

del agregado también afectará la durabilidad del concreto cuando este se

someta a congelación y la descongelación y también cuando el concreto se

somete a líquidos químicamente agresivos. El agregado absorbe agua en

concreto y por lo tanto afecta la trabajabilidad y volumen final de concreto.

(p. 78)

Figura N° 4:Estados de saturación del agregado.

Fuente: Niño, 2010

52

Ezeldin, P y Aitcin, S. (1991) menciona lo siguiente: Algunas otras

importantes propiedades físicas de los agregados son: la forma y

textura de las partículas, la porosidad, la absorción, la densidad, la

adherencia, la resistencia, etc. También es de suma importancia la

granulometría de los agregados, y el tamaño máximo del agregado

(para la grava), tanto en el comportamiento del concreto en estado

plástico, como en su estado endurecido.

La resistencia del agregado no es usualmente el principal factor que afecte la resistencia

del concreto normal, porque la partícula del agregado suele ser mucho más fuerte que la

matriz y la zona de transición.

Otras características del agregado, distintas a la resistencia, tales como tamaño, forma,

textura de superficie y mineralogía también pueden afectar la resistencia del concreto en

grados.

Barret, C. (1980). La forma, la angularidad o redondez, y la textura

superficial son tres conceptos relacionados con el análisis

morfológico que representan las variaciones geométricas

espaciales en diferentes escalas dimensionales. La forma

representa la variación espacial en la escala de dimensión grande,

la angularidad o redondez representa la variación en la escala de

dimensión media, y la textura superficial representa la variación en

la dimensión pequeña

- Según su contenido de humedad

Se define como el exceso de agua en un estado saturado y con una

superficie seca, expresado en porcentaje (%). es una característica importante que

se debe de tomar en cuenta porque altera la cantidad de agua en el concreto y nos

permite efectuar las correcciones necesarias en el proporciona miento de las

mezclas de diseño. La norma, establece el método de ensayo para determinar el

contenido de humedad del agregado grueso, los agregados se presentan en los

53

siguientes estados: seco al aire, saturado superficialmente seco y húmedos; en los

cálculos para el proporciona miento de los componentes del concreto, se considera

al agregado en condiciones de saturado y superficialmente seco, es decir con todos

sus poros abiertos llenos de agua y libre de humedad superficial.

La Norma NTP 400.012, ASTM C-136 definen la determinación del Contenido de

Humedad del Agregado Grueso, lo mismo que en el agregado fino (Normas NTP 339.185,

ASTM C-566)

%C. H del A. grueso =(Peso Humedo − Peso Seco)

Peso Secox100

(2)

- Según su Módulo de fineza

Es un concepto teórico determinado en un índice que refleja el tamaño de

las partículas del agregado grueso, el módulo de fineza conforme a la norma NTP

400.011 es la sumatoria de los porcentajes retenidos de la malla 1 ½”, ¾”, 3/8”,

Nº 4, Nº 8, Nº 16, Nº 30, Nº 50, Nº 100. El módulo de finura del agregado grueso

es útil en las mezclas de concreto y se obtiene, conforme a la norma NTP 400.011

Modulo de Finura =∑ % retenido acumulado (malla serie standard)

100

(3)

- Según su Módulo de elasticidad

Según Shetty, M. (2005) El módulo de elasticidad del agregado

depende de su composición, textura y estructura. El módulo de elasticidad

del agregado influirá en las propiedades del concreto con respecto a

encogimiento y comportamiento elástico y en muy pequeña extensión de

concreto.

54

- Según su peso específico

El peso específico está dado por la relación del peso de las

partículas del agregado grueso, al peso de un volumen igual de agua. El

peso específico es un indicador de calidad, cuando se tiene valores altos

estamos frente a materiales de buena calidad; pero cuando el valor es bajo

nos indica que los agregados son absorbentes y de mal comportamiento,

ameritando realizar pruebas adicionales a fin de determinar el uso de

dichos materiales.

Agregados normales con peso específico entre 2.5 a 2.7, tienen resistencias

en compresión del orden de 750 a 1,200 kg/cm2. Los agregados ligeros

con peso específico entre 1.6 a 2.5 usualmente manifiestan resistencias de

200 a 750 kg/cm2. La resistencia del agregado condiciona en gran medida

la resistencia del concreto, por lo que es fundamental el evaluarla directa

o indirectamente cuando se desea optimizar la calidad de los concretos

(Pasquel, 1998).

De acuerdo a Rivva (2000), la norma ASTM C 128 considera tres tipos de

expresión del peso específico:

- Peso específico de masa; el cual es definido por la Norma ASTM

E 12, como la relación, a una temperatura estable, de la masa en el

aire de un volumen unitario de material permeable (incluyendo los

poros permeables e impermeables naturales del material) a la masa

en el aire de la misma densidad, de un volumen igual de agua

destilada libre de gas.

- Peso específico de masa saturado superficialmente seco; el cual es

definido como el mismo que el peso específico de masa, excepto

que ésta incluye el agua en los poros permeables.

- Peso específico aparente; el cual es definido como la relación, a

una temperatura estable, de la masa en el aire de un volumen

55

unitario de un material, a la masa en el aire de igual densidad de un

volumen igual de agua destilada libre de gas. Si el material es un

sólido, el volumen es aquel de la porción impermeable.

En las determinaciones del peso sólido y el volumen absoluto, así como en

la selección de las proporciones de la mezcla, se utiliza el peso específico

de masa.

Las características de los agregados se determinan por las siguientes

formulas:

Peso específico masa =A

(B − C)

(4)

Peso específico masa =A

(A − C)

(5)

Peso específico masa =B

(B − C)

(6)

Peso específico en gr/cm3

Donde:

𝐴: Peso de la muestra seca, en gramos.

𝐵: Peso de la muestra saturada superficialmente seca (SSS), en gramos.

𝐶: Peso de la muestra sumergida en agua, en gramos.

56

La clasificación por peso específico es determinada a través del peso

unitario de los agregados, dependiendo de esta característica se tienen:

- Agregados ligeros.

- Agregados normales.

- Agregados pesados.

- Agregados reciclados

Los agregados reciclados tienen su origen principal en las demoliciones y

varían dependiendo de la estructura de la cual provengan (nueva

construcción, reforma o demolición) y de factores como función para la

cual fue diseñada la estructura original, edad de la estructura, zona donde

fue construida, entre otros.

Se pueden clasificar en dos grandes grupos:

- Agregados reciclados limpios: son los que están compuestos por

un solo elemento en su mayoría (aproximadamente 95%) y además

tienen un porcentaje de impurezas muy bajo (alrededor del 5%).

- Agregados reciclados sucios: son todos aquellos agregados que

tienen valores fuera de los rangos que se encuentran establecidos.

- Según su peso unitario suelto y compactado

El peso unitario del agregado grueso, al igual que el agregado fino,

es el peso del agregado que se requiere para llenar un recipiente con un

volumen unitario especificado, es decir la masa neta del agregado en el

recipiente, dividida entre su volumen, expresado en Kg/m3. Es una

característica importante del concreto, porque es el índice de propiedades

que a su vez influyen decisivamente en el empleo que se le da. El valor del

peso unitario para agregados normales oscila entre 1 500 y 1 700 Kg/m³.

57

La norma NTP 400.017 reconoce dos grados: suelto y compactado.

Peso unitario suelto: Cuando el agregado seco se coloca con cuidado en un

contenedor de diámetro y profundidad prescritos que depende del tamaño

máximo del agregado hasta que desborde y después es nivelado haciendo

rodar una varilla por encima. Luego se obtiene el peso unitario suelto

multiplicando el peso neto por el factor (f) de calibración del recipiente

calculado.

𝑓 =1000

𝑊𝑎

(7)

PUS=f x Ws

(8)

Peso unitario compactado: Cuando el contenedor se llena en tres etapas, se

apisona cada tercio del volumen 25 veces con una varilla compactadora de

punta redondeada de 5/8” de diámetro. Luego se obtiene el peso unitario

compactado multiplicando el peso neto por el factor (f) de calibración del

recipiente calculado.

𝑓 =1000

𝑊𝑎

(9)

PUS=f x Wc

(10)

Se utiliza siempre para determinar el valor del peso unitario utilizado por

algunos métodos de diseño de mezclas de concreto. También se utiliza para

determinar la relación masa / volumen para conversiones en acuerdos de

58

compra donde se desconoce la relación entre el grado de compactación del

agregado en una unidad de transporte o depósito de almacenamiento (que

usualmente contienen humedad superficial absorbida) y los llevados a

cabo por este ensayo que determina el peso unitario seco. (MTC E 203-

2016)

Alatorre, J y Uribe, R. (1998) menciona lo siguiente: De acuerdo a su peso

específico, los agregados se dividen en ligero, normal y pesado; estas

diferencias los hacen aptos para producir concreto con cierta variedad en

el peso unitario, el cual es una característica básica del material

- Según su Gravedad especifica

Shetty, M. (2005), En la tecnología del concreto, la gravedad específica de

los agregados se utiliza en los cálculos de mezclas de concreto. Con

la gravedad específica de cada constituyente conocido, su peso se

puede convertir en volumen sólido y por lo tanto un rendimiento

teórico de concreto por unidad de volumen se puede calcular. La

gravedad específica del agregado también se requiere para calcular

la compactación, factor en relación con las medidas de

trabajabilidad. Del mismo modo, la gravedad específica del

agregado se debe tener en cuenta cuando se trata de concreto

liviano y pesado. La gravedad específica promedio de las rocas

varía de 2.6 a 2.8 gr/cm³. (p. 78)

- Según su dureza

Propiedad que depende de la constitución mineralógica, la

estructura y la procedencia del agregado. En la elaboración de concretos

sometidos a elevadas tasas de desgaste por roce o abrasión, como

aplicaciones en pavimentos o revestimientos de canales, la dureza del

agregado grueso es una propiedad decisiva para la selección de los

materiales. (Niño, 2000).

59

- Según su Resistencia a la Abrasión

La Norma NTP 400.019 define la resistencia que los agregados

gruesos oponen a sufrir desgaste, rotura o desintegración de partículas por

efecto de la abrasión, es una característica que suele considerarse como

índice de calidad en general, y en particular para producir concretos

durables en condiciones de servicio donde intervienen acciones deteriores

antes de carácter abrasivo.

La prueba de los ángeles (Abrasión) según norma NTP 400.019; cuantifica

la pérdida por desgaste de los agregados, la cantidad de finos que se

originan como resultado de someter un conjunto de partículas de grava, a

los efectos combinados del impacto y la abrasión producidos por una carga

esferas de metálicas dentro de un cilindro giratorio, al cabo de un numero

de revoluciones. Agregados con altos valores de desgaste a la abrasión (>

50 %) producen concretos con características resistentes inadecuadas en la

mayoría de casos (Pasquel, 1998).

% Desgaste = 100x(Pinicial − Pfinal

Pinicial)

(11)

- Según su Solidez

Shetty, M. (2005) La solidez se refiere a la capacidad del agregado para

resistir cambios excesivos en el volumen como un resultado de

cambios en las condiciones físicas. Estas condiciones físicas que

afectan la solidez de agregados son la congelación de la

descongelación, la variación de la temperatura, la humectación

alternativa secado en condiciones normales y humectación y

secado en agua salada. Agregados que so Porosos, débiles y que

contienen cualquier materia extraña indeseable sufren un volumen

60

excesivo. Cambio cuando se somete a las condiciones anteriores.

(p. 85)

Los agregados que se someten a más de la cantidad especificada de cambio

de volumen se dice que son agregados poco sólidos. Si el concreto es

susceptible de estar expuesto a la acción de las heladas, el agregado grueso

y fino que se va a utilizar debe someterse a prueba de solidez.

- Según su Resistencia

El agregado grueso, en mayor medida que el fino, va a resultar

relacionado con el comportamiento de las resistencias del concreto, por su

aporte en tamaños de grano dentro de la masa de la mezcla. En tal sentido,

una de las posibilidades de ruptura de la masa es por medio del agregado

grueso (las otras son por la pasta y por la interface de contacto entre pasta

y agregado). De esta manera, la resistencia de los agregados cobra

importancia y se debe buscar que éste nunca falle antes que la pasta de

cemento endurezca. La falla a través del agregado grueso se produce bien

sea porque tiene una estructura pobre entre los granos que constituyen las

partículas o porque previamente se les han inducido fallas a sus partículas

durante el proceso de explotación (especialmente cuando éste se hace por

voladura) o por un inadecuado proceso de trituración. (Niño, 2000).

- Según su Tenacidad

Es una propiedad que depende de la roca de origen y se debe tener

en cuenta ya que tiene mucho que ver con el manejo de los agregados,

porque si estos son débiles ante las cargas de impacto, se puede alterar su

granulometría y también disminuir la calidad del concreto que con ellos se

elabore. (Niño, 2000).

61

- Según su Adherencia

Es la interacción que existe en la zona de contacto agregado pasta,

la cual es producida por fuerzas de origen físico-químico. Entre más

adherencia se logre entre la pasta de cemento endurecida y los agregados,

mayor será la resistencia del concreto. La adherencia depende de la calidad

de la pasta de cemento y, en gran medida, del tamaño, forma, rigidez y

textura de las partículas del agregado, especialmente cuando se trata de

resistencia a flexión. Hoy en día, no se conoce ningún método que permita

medir la buena o mala adherencia de los agregados, pero es claro que

aumenta con la rugosidad superficial de las partículas. (Niño, 2000).

2.2.4 Concreto

h) Propiedades del concreto fresco

- Trabajabilidad

Se define a la trabajabilidad como a la facilidad con la cual una

cantidad determinada de materiales puede ser mezclada para formar el

concreto; y luego éste puede ser, para condiciones dadas de obra,

manipulado, transportado y colocado con un mínimo de trabajo y un

máximo de homogeneidad. (Rivva, 2000)

- Consistencia

La consistencia es una propiedad que define la humedad de la

mezcla por el grado de fluidez de la misma; entendiéndose por ello que

cuanto más húmeda es la mezcla mayor será la facilidad con la que el

concreto fluirá durante su colocación. (Rivva, 2000).

- Prueba de revenimiento (ASTM C 143-78): El molde para la prueba de

revenimiento es un cono truncado de 305 mm. (12”) de altura, La base de

203mm. (8”) y la abertura superior de un diámetro de 102 mm. (4”) que se

le coloca sobre una superficie plana. El recipiente se llena con concreto en

tres capas, cada una de ellas apisonada 25 veces con una varilla de acero

62

estándar de 16 mm. (5/8”) de diámetro redondeada en el extremo. En la

superficie superior se va eliminando lo que excede haciendo rodar una

varilla por encima. El molde debe quedar firmemente sujeto a su base

durante toda la operación; esto se facilita colocando unas abrazaderas

soldadas. Inmediatamente después del llenado se levanta el cono con

suavidad y el concreto se desploma, de ahí el nombre de la prueba. La

disminución de la altura en el centro del concreto desplomado se denomina

revenimiento y se mide hasta lo más alto cercano a 5mm (1/4”). Para

reducir la influencia de la variación en la fricción superficial, en el interior

del molde y su base deben estar húmedos al comienzo de cada prueba, y

antes de levantar el molde, el área que le rodea debe estar limpia, libre del

concreto que pueda haber caído accidentalmente. Si en vez de desplomarse

uniformemente en todo el rededor, como en un verdadero desplome, la

mitad del cono se desliza en un plano inclinado, se dice que ocurre un

revenimiento cortante y la prueba debe repetirse. Si persiste el

revenimiento cortante, como puede ser el caso con mezclas ásperas, será

una señal de falta de cohesión de la mezcla.

Figura N° 5:Equipo tronco de cono y barra de acero liso y punta semiesférica

Fuente: Abanto, 1997

63

Figura N° 6:Ensayo de asentamiento

Fuente: Niño, 2000

Tabla N° 8:Consistencia de mezcla de concreto

Consistencia Slump Trabajabilidad Método de

Compactación

Seca 0” a 2” poco trabajable Vibración normal

Plástica 3” a 4” trabajable Vibración ligera

chuseado

Fluida > 5” muy trabajable Chuseado Fuente: Abanto, 1997

- Exudación

Se define como el ascenso de una parte del agua de la mezcla hacia

la superficie como consecuencia de la sedimentación de los sólidos Este

fenómeno se presenta momentos después de que el concreto ha sido

colocado en el encofrado.

La exudación puede ser producto de una mala dosificación de la mezcla,

de un exceso de agua en la misma, de la utilización de aditivos, y de la

64

temperatura, en la medida en que a mayor temperatura mayor es la

velocidad de exudación.

- Segregación

Se define como la separación de los materiales que constituyen una

mezcla heterogénea (como es el concreto), de manera que su distribución

deje de ser uniforme por falta de cohesión. Entre las causas inherentes al

concreto, que puede producir segregación, se encuentra la diferencia en

tamaño de partículas y su distribución granulométrica, así como la

densidad de los constituyentes y su proporción dentro de la mezcla.

(Sánchez de Guzmán, 2001)

- Tiempo de fraguado

El tiempo de fraguado del concreto no es usualmente afectado por

el agregado. Sin embargo, la presencia en la superficie de éste de sales

solubles o materia orgánica pueden afectar esta propiedad en la medida

que ellas pueden actuar como acelerantes o retardadores de fragua. (Rivva,

2000).

i) Propiedades del concreto endurecido

- Resistencia a la compresión

La resistencia a la compresión puede ser definida como la máxima

medida de resistencia que ofrece un espécimen de concreto a una carga

axial. Esta se determina de acuerdo a lo estipulado en la norma ASTM

C39.

- Factores que afectan a la resistencia.

La resistencia del concreto depende principalmente de la

concentración de la pasta de cemento, que se acostumbra expresar

principalmente en términos de la relación agua/cemento en peso.

65

“La afectan además los mismos factores que influyen en las características

resistentes de la pasta, como son la temperatura y el tiempo, aunados a

otros elementos adicionales constituidos por el tipo y características

resistentes del cemento en particular que se use y de la calidad de los

agregados, que complementan la estructura del concreto” (Pasquel, 1998).

Un factor indirecto, pero no por eso menos importante en la resistencia, lo

constituye el curado ya que es el complemento del proceso de hidratación

sin el cual no se llega a desarrollar completamente las características

resistentes del concreto.

j) Desarrollo de la resistencia a la compresión.

Para obtener un concreto de buena calidad, después del mezclado le sigue

un curado adecuado durante las primeras etapas de su endurecimiento.

En la siguiente tabla se muestra la relación entre la resistencia del concreto

a una determinada edad y su resistencia a los 28 días.

Tabla N° 9:Relación entre la resistencia a la compresión del concreto

Tiempo 7 días 14 días 28 días 90 días 6meses 1 año 2 años 5 años

f´c(t)/f´c28 0.67 0.86 1 1.17 1.23 1.27 1.31 1.35 Fuente: Universidad Antenor Orrego (2015)

Donde:

f’c(t): Resistencia a compresión en un periodo de tiempo

f’c (28): Resistencia a compresión a los 28 días

Funciones de agregado grueso en el concreto

66

Según Rivva, L, (2005) las tres funciones principales del agregado en el concreto son:

Proporcionar un relleno adecuado a la pasta, reduciendo el contenido de esta unidad de

volumen y, por lo tanto, reduciendo el costo de unidad cubica de concreto; Proporcionar

partículas capaces de resistir las acciones mecánicas de desgaste o de interperismo, que

puedan actuar sobre el concreto y reducir los cambios de volúmenes resultantes de los

procesos de fraguado y endurecimiento, de humedecimiento y secado; o del

calentamiento de la pasta.

2.3 Definición de términos básicos

2.3.1 Componentes del agregado

Agregado: Material granular, de origen natural o artificial, como arena, grava,

piedra triturada y escoria de hierro de alto horno, empleado con un medio

cementante para formar concreto o mortero hidráulico. (Norma E.060 del RNE

2014).

Agregado denominado hormigón: Material compuesto de grava y arena empleado

en su forma natural de extracción. (Norma E.060 del RNE 2014)

Agregado fino: Proveniente de la desintegración natural o artificial, que pasa el

tamiz 9,5 mm (3/8"). (Norma E.060 del RNE 2014)

Agregado grueso: Agregado retenido en el tamiz 4,75 mm (N°4), proveniente de

la desintegración natural o mecánica de las rocas. (Norma E.060 del RNE 2014)

Arena: Agregado fino, proveniente de la desintegración natural de las rocas.

(Norma E.060 del RNE 2014)

Aire atrapado: Es el aire atrapado de manera natural en el concreto que puede

incrementarse a consecuencia de una deficiente colocación o compactación.

(Instituto del Concreto de 1997)

67

Asentamiento del Concreto: Es la diferencia entre la altura del recipiente que sirve

de molde de una probeta de concreto fresco y la de la probeta fuera del molde,

medida en el eje y expresada en pulgadas. Absalón y Salas, (2008)

Calor de hidratación: Es la cantidad de calor liberado durante el proceso de

hidratación, debido a reacciones fisicoquímicas Absalón y Salas, (2008):

Cantera: Lugar de donde se extrae piedra u otras materias primas de construcción.

Absalón y Salas, (2008)

Cemento: Material pulverizado que por adición de una cantidad conveniente de

agua forma una pasta aglomerante capaz de endurecer, tanto bajo el agua y el aire.

(Norma E.060 del RNE 2014).

Consistencia: Habilidad del concreto fresco para fluir, es decir la capacidad de

adquirir la forma de los encofrados que lo contienen. Instituto del Concreto,

(1997)

Contenido de aire: Es la diferencia entre el volumen aparente de la mezcla y el

resultante de la suma de los volúmenes absolutos de los componentes. Absalón y

Salas, (2008)

Diseños de mezcla: Es la selección de las proporciones de los materiales

integrantes de la unidad cúbica de concreto. Absalón y Salas, (2008)

Dosificación: Es la proporción en peso o en volumen de los distintos elementos

integrantes de una mezcla. Absalón y Salas, (2008):

Durabilidad: Es la propiedad que tienen los morteros o concretos de resistir la

acción continua de agentes destructivos con los cuales han de estar en contacto.

Absalón y Salas, (2008):

Forma del agregado: Conjunto de líneas y superficies que determinan el contorno

o el volumen del agregado. Absalón y Salas, (2008)

68

Grava: Agregado grueso, proveniente de la desintegración natural de los

materiales pétreos. Se encuentra comúnmente en canteras y lechos de ríos,

depositados en forma natural. (Norma E.060 del RNE 2014).

Influencia: Efecto, consecuencia o cambio que produce una cosa en otra. Absalón

y Salas, (2008):

Mezcla: Es la cantidad de concreto o mortero preparada de una sola vez. Absalón

y Salas, (2008)

Mortero: Es la mezcla constituida por cemento, agregados predominantemente

finos y agua. (Norma E.060 del RNE 2014).

Muestra: Es una porción representativa de un material. Absalón y Salas, (2008)

Pasta: Es una mezcla de cemento y agua. (Norma E.060 del RNE 2014) Piedra

triturada o chancada: Agregado grueso obtenido por trituración artificial de rocas

o gravas. (Norma E.060 del RNE 2014).

Plasticidad: Es la condición del concreto o mortero fresco que le permite

deformarse continuamente sin romperse. (Instituto del Concreto de 1997).

Porosidad: Es el cociente entre el volumen de los poros y el volumen aparente del

cuerpo. Absalón y Salas, (2008):

Relación agua/cemento: Es el cociente entre el peso del contenido de agua libre

de mezclado y el de cemento en una mezcla dada. Absalón y Salas, (2008)

Resistencia especificada a la compresión del concreto (f'c): Resistencia a la

compresión del concreto empleado en el diseño y resistencia guía. (Norma E.060

del RNE 2014).

Resistencia nominal: Resistencia de un elemento o una sección transversal

calculada con las disposiciones e hipótesis del método de diseño. (Norma E.060

del RNE 2014).

69

Tamaño máximo nominal: Es la abertura del tamiz de malla menor a través del

cual puede pasar como mínimo el 95% del agregado. Absalón y Salas, (2008):

Testigos de concreto: Especímenes que sirven para determinar por lo general las

resistencias mecánicas del concreto y llevar el control de calidad del mismo.

Absalón y Salas, (2008):

Textura del agregado: Carácter que presenta la superficie de un agregado, lo que

produce una sensación táctil o visual. Absalón y Salas, (2008)

Trabajabilidad: Es la mayor o menor facilidad que presenta un concreto o mortero

de ser mezclado, transportado y colocado. Absalón y Salas, (2008):

El concreto: Según la norma E.060 del RNE (2014) el concreto es la mezcla de

cemento portland o cualquier otro cemento hidráulico, agregado fino, agregado

grueso y agua, con o sin aditivos. Ordinariamente, la pasta de cemento y agua

constituyen del 25 al 40% del volumen total del concreto. El volumen absoluto de

cemento está comprendido usualmente entre el 7 y 15%, el agua del14 al 21% y

el agregado constituye aproximadamente del 60 al 80% del volumen total de éste.

(Estrada y Páez 2014)

2.3.2 Componentes del concreto

- Cemento: Es un material aglutinante que presenta propiedades de adherencia y

cohesión, que permiten la unión de fragmentos minerales entre sí, formando un

todo compacto. Este material tiene la propiedad de fraguar y endurecer en

presencia del agua, presentándose un proceso de reacción química que se conoce

como hidratación. (Instituto del concreto,1997)

- Agua para Concreto Generalmente se hace referencia a su papel en cuanto la

cantidad para proveer una relación agua/cemento acorde con las necesidades de

trabajabilidad y resistencia, pero es evidente, que, para usarla en el lavado de

agregados, en la preparación de la mezcla o durante el curado del concreto, no

solamente su cantidad es importante, sino también su calidad química y física.

(Alvarado 2010) El lavado de los agregados se deberá hacer con agua potable o

agua libre de materia orgánica, sales y sólidos en suspensión. El agua empleada

70

en la preparación y curado del concreto deberá ser, de preferencia, potable y, en

caso de no serlo, debe ser agua limpia y libre de cantidades perjudiciales de

aceites, ácidos, álcalis, sales, materia orgánica y otras sustancias que pueden ser

dañinas al concreto o elementos embebidos. (Norma E.060 del RNE 2014)

- Agregados: Conjunto de partículas inorgánicas, de origen natural o artificial,

cuyas dimensiones están comprendidas entre los límites fijados en la Norma NTP

400.011. Los agregados son la fase discontinua del concreto. Ellos son materiales

que están embebidos en la pasta y ocupan entre 62% y el 78% de la unidad cúbica

del concreto. Según la norma E.060 del RNE (2014) el agregado grueso a utilizar

en concretos armados podrá consistir de grava natural o triturada. Sus partículas

serán limpias, de perfil preferentemente angular o semi-angular, duras,

compactas, resistentes y de textura preferentemente rugosa; deberá estar libre de

partículas escamosas, materia orgánica u otras sustancias dañinas. Riva, (2000):

- Clasificación de los agregados: La clasificación de los agregados para concreto,

generalmente se hacen desde el punto de vista de su procedencia, tamaño y

densidad. Sin embargo, también debería clasificarse según su forma y textura.

(Alvarado 2010)

- Clasificación según su procedencia: Según Lezama (s.f.), los agregados según su

procedencia se clasifican en: Agregados rodados (de origen natural y provenientes

de las rocas sedimentarias), agregados de machaqueo (procedentes de rocas

inalteradas, sanas, duras, compactas y se obtienen mediante trituración artificial),

agregados artificiales (Provenientes de los residuos industriales y utilizados en la

fabricación de concretos ligeros) y agregados 8 especiales (de origen natural o

artificial, con mayor peso que los agregados normales y empleados en concretos

expuestos a radiaciones atómicas).

- Clasificación según su tamaño. Los agregados para concreto, según su tamaño se

clasifican en agregado fino y grueso, pero casi siempre los limos y arcillas se

encuentran adheridos a ellos (Rivva, L. 2000). El Instituto del Concreto clasifica

a los agregados naturales según su tamaño. El contenido de arcilla y limo en una

mezcla de concreto, es un factor que se debe limitar porque cuando hay exceso de

las mismas, hacen que sean mayores los requerimientos de agua y pueden restar

adherencia entre el agregado grueso y la pasta de cemento.

71

- Clasificación según su densidad: Se puede clasificar tanto los agregados naturales

como artificiales y se hace en tres diferentes categorías: Livianos, normales y

pesados.

- Clasificación según su forma y textura: Las partículas de los agregados son

cuerpos de tres dimensiones y es difícil describir la forma de las mismas, aunque

se las puede clasificar en redondeadas o cantos rodados, a las que son

generalmente procedentes de ríos en las que por rozamiento se eliminan las partes

salientes de las mismas; y las angulosas que son las que presentan ángulos, aristas

vivas y superficies más o menos planas, procedentes generalmente de

trituraciones; planas o laminares en las que predominan dos dimensiones sobre la

tercera y aciculares que son las que predomina una dimensión sobre las otras dos

dando lugar a agregados en forma de agujas. (Fernández, S. 2005). Según Estrada

y Páez (2014) los agregados naturales provienen de tres tipos de roca ígneas,

sedimentarias y metamórficas, dependiendo de su procedencia, tienen unas

características mineralógicas y petrográficas determinadas. Algunas propiedades

indirectamente dependen del tipo de roca; una de estas es la forma de las partículas

del agregado. Los agregados procedentes de piedras naturales sometidas a un

proceso de 9 trituración y clasificación tienen formas geométricas que varían

desde las aproximadamente cubicas o poliédricas, a las de esquirlas alargadas o

astilladas, a las laminares aplanadas, o a las de forma de cascos. Mientras que los

agregados de rio o de depósitos (arrastres fluviales) tienen formas de cantos

redondeados (cantos rodados), o aplanadas.

72

CAPÍTULO III: SISTEMA DE HIPÓTESIS

3.1 Hipótesis

3.1.1 Hipótesis principal

Al analizar la forma, tamaño y textura del agregado grueso se mejoran las

propiedades del concreto.

3.1.2 Hipótesis secundarias

a) Al analizar la forma de los agregados gruesos se mejoran las proporciones

de los agregados.

b) Al analizar el tamaño de los agregados gruesos se mejora la consistencia

del concreto.

c) Al analizar la textura de los agregados gruesos se mejora la resistencia del

concreto.

3.2 Variables

3.2.1 Definición conceptual de las variables

• Independiente: forma, textura y tamaño de los agregados gruesos.

• Dependiente: propiedades del concreto.

3.2.2 Operacionalización de las variables

73

Definición

conceptual

Definición

operacional Dimensiones Indicador Índices

Unidad

de

medida

Instrumento Herramienta

forma,

textura y

tamaño de

los

agregados

gruesos

El agregado

grueso está

constituido por

grava natural o

triturada, piedra

partida, escorias

de altos hornos o

la combinación

de todos estos;

sus partículas

deben ser limpias

de preferencia

angular o

semiangular

duras compactas,

resistentes y una

textura de

preferencia

rugosa. El

material es

retenido en el

tamiz

N°4(4.75mm)

cumpliendo con

las normas

establecidas en la

NTP 400.037.

El empleo de este

elemento cemento

portland HS,

contribuye a la

formación de una

matriz de cemento

con menor porosidad

capilar, dando como

resultado un

incremento de la

impermeabilidad del

concreto; esto evita

el ingreso de agentes

externos como son

los sulfatos y

cloruros.

-

tamaño

máximo

nominal

- Adim.

formato del NTP 334.082

peso unitario

suelto laboratorio NTP 400.017

peso unitario

compactado Norma E. 060

peso

especifico ASTM C-1157

capacidad de

absorción

contenido de

humedad

abrasión

módulo de

finura

Fuente: Elaboración propia

l

74

Variable

dependiente

Definición

conceptual

Definición

operacional Dimensiones Indicador Índices

Unidad de

medida Instrumento Herramienta

Propiedades del

concreto

Depende

directamente de

las

características

físicas y

químicas del

cemento, agua y

agregados, por

ello es

importante usar

agua potable,

cemento y

agregados

adecuados

Se llama

concreto fresco

al material

mientras

permanece en

estado fluido,

desde el

momento que

se mezclan

todos los

componentes

hasta el atiesa

miento de la

masa.

Fresco

Tiempo de

fraguado del

concreto

Trabajabilidad

de la mezcla Tiempo (h)

Tesis, cuadros y

tablas

relacionadas

Norma E. 060

Tras el proceso

de hidratación

el concreto pasa

del estado

plástico a un

estado rígido.

Después de que

el concreto ha

fraguado

empieza a ganar

resistencia.

Endurecido Resistencia del

concreto

Compresión

kg/cm2

ASTM 400.037,

Fichas técnicas

Tracción

Flexión

Fuente: Elaboración propia

75

CAPÍTULO IV: METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN

4.1 Tipo y nivel

4.1.1 Tipo de investigación

Tipo de investigación descriptiva y explicativa, porque se determinaremos la

forma, tamaño y textura adecuada de los agregados gruesos para una mejorar las

propiedades del concreto como la consistencia y la resistencia, por otro lado, será

explicativa porque definiremos el mejor agregado grueso según su tipo.

4.1.2 Nivel de investigación

El nivel de investigación es descriptivo ya que de recopilo y analizo datos y

resultados de diferentes investigaciones, así como las definiciones básicas de los

agregados gruesos para su mayor descripción.

4.2 Diseño de investigación

El diseño de investigación es no experimental, es decir nos basaremos en

investigaciones pasadas, cuadros estadísticos y toma de muestras anteriores.

4.3 Población y muestra

4.3.1 Población

Se consideraron tesis, revistas y artículos de diferentes autores, pero con el mismo

objetivo, analizar la forma, tamaño y textura de los agregados gruesos para

mejorar la resistencia del concreto. Así como la norma técnica peruana para

establecer las especificaciones de los productos, procesos y servicios

4.3.2 Muestra

Se tomaron tesis que contenían entre 20 a 30 muestras para el análisis de las

propiedades del concreto.

76

4.4 Técnicas e instrumentos de recolección de datos

4.4.1 Tipos de técnicas e instrumentos

La recolección de datos se hará por medio de ensayos normados, tanto para los

agregados y para la resistencia del concreto endurecido, dichos ensayos se

realizarán en el Laboratorio de Ensayo de Materiales de la Universidad Ricardo

Palma.

4.4.2 Procedimientos para la recolección de datos

Se recolectaron datos de ensayos de laboratorio que fueron experiencias de los

investigadores que se tomaron como muestra para la presente investigación, en

los cuales se hallaron la resistencia a la compresión, tracción y flexión del

concreto.

Las herramientas que se utilizaron para el procesamiento de datos y su posterior

análisis fueron el software de Microsoft Excel, con el cual se desarrollaron

gráficos para mostrar la relación de las diferentes proporciones con las

propiedades analizadas.

77

CAPÍTULO V: ANÁLISIS Y CONTRASTACIÓN DE RESULTADOS

DE LA INVESTIGACIÓN

5.1 Diagnóstico y situación actual

Para conocer la influencia de las propiedades físicas de los agregados

gruesos se procedió a recolectar muestras y resultados de diferentes

investigaciones, ya sean tesis y artículos de investigación que evaluaron las

características físicas procedentes de diferentes canteras del Perú, dándonos a

conocer la influencia en las propiedades mecánicas del concreto (resistencia,

durabilidad, trabajabilidad, adherencia y consistencia).

Estos resultados de la influencia de la forma, tamaño y textura de los agregados

gruesos en las propiedades mecánicas del concreto son respaldados por los

autores: Contreras, W. (2014), Marcelo, P. (2019), Ferrel, H. (2018), Culma, A.

(2017), Álvarez, J. (2019) afirman que generalmente, los agregados redondeados

tienen una textura lisa y los agregados angulares tienen una textura rugosa. De la

misma manera, Fernández (2005), respalda esta posición al afirmar que son

redondeados los agregados extraídos de ríos, y generalmente angulosos los

obtenidos en el proceso de trituración. Estrada y Paéz (2014) llegaron a la misma

conclusión.

5.2 Contrastación de resultados

5.2.1 Análisis de resultados mediante influencia según su forma

En las tablas 10, 11, 12, se aprecian los pesos unitarios sueltos, pesos unitarios

compactados y pesos específicos de masa del agregado fino y del agregado grueso,

respectivamente, además de los autores que nos dieron como resultado las

cantidades mostradas, así como el tipo de agregado y su tamaño máximo nominal.

En las figuras 6, 7 y 8, se observan los resultados del peso unitario suelto, peso

unitario compactado y el peso específico de masa, respectivamente. En todas las

figuras se aprecia la ventaja en peso que tiene la grava redondeada respecto a la

piedra chancada, dependiendo del tamaño de la piedra y el lugar de procedencia,

78

esta característica indica que los especímenes hechos a base de grava redondeada

obtuvieron mayor peso y, se intuye que esta característica favoreció en cierta

medida a la resistencia.

Tabla N° 10:Comparativo del peso unitario suelto según tipo de agregado

Autor Tipo de agregado Origen de la

cantera

Peso unitario suelto

(kg/m3)

Af Ag

Contreras, W.

(2014) Redondeado 3/4" Cajamarca 1575 1587

Marcelo, P. (2019) Redondeado 1" Pasco 1708 1381

Ferrel, H. (2018) Redondeado 1

1/2" Abancay 1560 1705

Ferrel, H. (2018) Redondeado 3/4" Abancay 1671 1435

Contreras, W.

(2014) Angular 3/4" Cajamarca 1575 1409

Álvarez, J. (2019) Angular 3/4" Jicamarca 1560 1587

Fuente: Elaboración propia

Figura N° 7:Variación de pesos unitarios sueltos según tipo de agregado y tamaño

Fuente: Elaboración propia

REDONDEADO3/4"

REDONDEADO1"

REDONDEADO1 1/2"

REDONDEADO3/4"

ANGULAR3/4"

ANGULAR3/4"

AF 1575 1708 1560 1671 1575 1560

AG 1587 1381 1705 1435 1409 1587

15751708

15601671

1575 15601587

1381

1705

1435 14091587

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

pes

o u

nit

ario

(kg

/m3

)

PESO UNITARIO SUELTO (kg/m3)

79

Tabla N° 11:Comparativo del peso unitario compactado según tipo de agregado

Autor Tipo de agregado Origen de la

cantera

Peso unitario

compactado (kg/cm3)

Af Ag

Contreras, W.

(2014) Redondeado 3/4" Cajamarca 1743 1713

Marcelo, P. (2019) Redondeado 1" Pasco 1932 1556

Ferrel, H. (2018) Redondeado 1

1/2" Abancay 1656 1745

Ferrel, H. (2018) Redondeado 3/4" Abancay 1849 1561

Contreras, W.

(2014) Angular 3/4" Cajamarca 1743 1557

Álvarez, J. (2019) Angular 3/4" Jicamarca 1765 1660

Fuente: Elaboración propia

Figura N° 8:Variación de pesos unitarios compactados según tipo de agregado

Fuente: Elaboración propia

REDONDEADO 3/4"

REDONDEADO 1"

REDONDEADO 1 1/2"

REDONDEADO 3/4"

ANGULAR3/4"

ANGULAR3/4"

AF 1743 1932 1656 1849 1743 1765

AG 1713 1556 1745 1561 1557 1660

17431932

1656

18491743 17651713

15561745

1561 15571660

0

500

1000

1500

2000

2500

pes

o u

nit

ario

co

mp

acta

do

PESO UNITARIO COMPACTADO (kg/m3)

80

Tabla N° 12:Comparativo del peso específico según tipo de agregado

Autor Tipo de agregado Origen de la

cantera

Peso específico de masa

promedio

Af Ag

Contreras, W. (2014) Redondeado 3/4" Cajamarca 2440 2660

Marcelo, P. (2019) Redondeado 1" Pasco 2470 2520

Ferrel, H. (2018) Redondeado 1

1/2" Abancay 2910 2710

Ferrel, H. (2018) Redondeado 3/4" Abancay 2650 2720

Contreras, W. (2014) Angular 3/4" Cajamarca 2440 2580

Álvarez, J. (2019) Angular 3/4" Jicamarca 2690 2780

Fuente: Elaboración propia

Figura N° 9:Variación de pesos específicos según tipo de agregado y granulometría

Fuente: Elaboración propia

En la tabla 13 muestra los datos, su procesamiento y resultados de la granulometría del

agregado grueso y también el tamaño máximo nominal de los agregados (½”, 3/4", 1”),

el cual permite determinar el agua y aire atrapado en los dos diseños de mezcla de

referencia utilizando el método del ACI, Walker y Módulo de fineza.

REDONDEADO3/4"

REDONDEADO1"

REDONDEADO1 1/2"

REDONDEADO3/4"

ANGULAR 3/4" ANGULAR 3/4"

AF 2440 2470 2910 2650 2440 2690

AG 2660 2520 2710 2720 2580 2780

24402470

2910

2650

2440

26902660

2520

2710 2720

2580

2780

2200

2300

2400

2500

2600

2700

2800

2900

3000

pes

o e

spec

ific

o d

e m

aa p

rom

edio

PESO ESPECÍFICO DE MASA PROMEDIO

81

En la figura 11 observamos como los módulos de fineza para u agregado redondeado es

mayor que para un agregado angular.

Tabla N° 13:Comparativo del módulo de fineza según tipo de agregado

Autor Tipo de agregado Origen de la

cantera Módulo de fineza

Af Ag

Contreras, W. (2014) Redondeado 3/4" Cajamarca 2.69 6.49

Marcelo, P. (2019) Redondeado 1" Pasco 3.07 5.62

Ferrel, H. (2018) Redondeado 3/4" Abancay 2.99 7.62

Ferrel, H. (2018) Angular 3/4" Cajamarca 2.69 6.49

Contreras, W. (2014) Angular 1/2" Colombia 2.78

Álvarez, J. (2019) Angular 3/4" Jicamarca 2.70 6.50

Fuente: Elaboración propia

Figura N° 10:Variación de módulos de fineza según tipo de agregado y granulometría

Fuente: Elaboración propia

En la tabla 14, aparecen los datos de la absorción del agregado fino y absorción del

agregado grueso redondeado y angular.

REDONDEADO3/4"

REDONDEADO1"

REDONDEADO3/4"

ANGULAR 3/4" ANGULAR 1/2" ANGULAR 3/4"

AF 2.69 3.07 2.99 2.69 2.70

AG 6.49 5.62 7.62 6.49 2.78 6.50

2.693.07 2.99 2.69 2.70

6.49

5.62

7.62

6.49

2.78

6.50

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

8.00

9.00

mo

du

lo d

e fi

nez

a

MÓDULO DE FINEZA

82

En la figura 12 se pude observar que el % de absorción para la piedra redondeada es de

0.59% y para un agregado angular es de 1.04% en la cuida de Cajamarca, esto indica que

para diferente textura se obtiene diferente absorción.

Tabla N° 14:Comparativo del porcentaje de absorción según tipo de agregado

Autor Tipo de agregado Origen de la

cantera % Absorción

Af Ag

Contreras, W. (2014) Redondeado 3/4" Cajamarca 3.390 0.59

Marcelo, P. (2019) Redondeado 1" Pasco 2.67 1.33

Ferrel, H. (2018) Redondeado 1

1/2" Abancay 1.790 0.640

Ferrel, H. (2018) Redondeado 3/4" Abancay 1.14 0.68

Contreras, W. (2014) Angular 3/4" Cajamarca 3.39 1.04

Álvarez, J. (2019) Angular 1/2" Colombia 0.44 0.24

Contreras, W. (2014) Angular 3/4" Jicamarca 0.70 0.60

Fuente: Elaboración propia

Figura N° 11:Variación de % de absorción según tipo de agregado y granulometría

Fuente: Elaboración propia

REDONDEADO 3/4"

REDONDEADO 1"

REDONDEADO 1 1/2"

REDONDEADO 3/4"

ANGULAR3/4"

ANGULAR1/2"

ANGULAR3/4"

AF 3.390 2.67 1.790 1.14 3.39 0.44 0.70

AG 0.59 1.33 0.640 0.68 1.04 0.24 0.60

3.390

2.67

1.790

1.14

3.39

0.440.700.59

1.33

0.640 0.681.04

0.240.60

0.000

0.500

1.000

1.500

2.000

2.500

3.000

3.500

4.000

%A

BSO

RC

ION

% ABSORCIÓN

83

En la tabla 15, aparecen los datos de % de humedad del agregado fino y absorción del

agregado grueso redondeado y angular

En la figura 13 se pude observar que el porcentaje de humedad para la piedra redondeada

es de 0.23% y para un agregado angular es de 0.25% en la cuidad de Cajamarca, dado

que por esta característica de los agregados gruesos no hubo una variación significativa

en el factor agua/cemento durante el mezclado

Tabla N° 15:Comparativo del porcentaje de humedad según tipo de agregado

Autor Tipo de agregado Origen de la

cantera % humedad

Af Ag

Contreras, W. (2014) Redondeado 3/4" Cajamarca 1.45 0.23

Marcelo, P. (2019) Redondeado 1" Pasco 7.37 0.47

Ferrel, H. (2018) Redondeado 1

1/2" Abancay 5.360 0.210

Ferrel, H. (2018) Redondeado 3/4" Abancay 5.06 0.120

Contreras, W. (2014) Angular 3/4" Cajamarca 1.45 0.25

Culma, A. (2015) Angular 1/2" Colombia 1.65 0.23

Álvarez, J. (2019) Angular 3/4" Jicamarca 7.50 3.00

Fuente: Elaboración propia

84

Figura N° 12:Variación del porcentaje de humedad según tipo de agregado grueso

Fuente: Elaboración propia

En la tabla 16 observamos el volumen de agua para los diferentes tipos de agregado según

su granulometría y ubicación de cantera, estos datos son sacados de diferentes tablas

según normativa y método para un diseño de mezcla.

En la figura 14 que el agregado redondeo angular tiene mayor volumen de agua que el

agregado redondeado, dependiendo de su granulometría.

REDONDEADO 3/4"

REDONDEADO 1"

REDONDEADO 1 1/2"

REDONDEADO 3/4"

ANGULAR3/4"

ANGULAR1/2"

ANGULAR3/4"

AF 1.45 7.37 5.360 5.06 1.45 1.65 7.50

AG 0.23 0.47 0.210 0.120 0.25 0.23 3.00

1.45

7.37

5.3605.06

1.45 1.65

7.50

0.23 0.470.210 0.120 0.25 0.23

3.00

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

8.00%

HU

MED

AD

% HUMEDAD

85

Tabla N° 16:Comparativo de volumen de agua según tipo de agregado

Autor Tipo de

agregado

Origen de la

cantera Vol. De agua (lts)

M.aci M. Walker

M.

Módulo

de

fineza

Contreras, W. (2014) Redondeado

3/4" Cajamarca 216

Marcelo, P. (2019) Redondeado

1" Pasco 193

Ferrel, H. (2018) Redondeado 1

1/2" Abancay 204

Ferrel, H. (2018) Redondeado

3/4" Abancay 205

Contreras, W. (2014) Angular 3/4" Cajamarca 205

Culma, A. (2015) Angular 1/2" Colombia 216

Álvarez, J. (2019) Angular 3/4" Jicamarca 216 227 216

Fuente: Elaboración propia

86

Figura N° 13:Variación de volumen de agua según tipo de agregado por en tres métodos

Fuente: Elaboración propia

En la tabla 17 observamos el porcentaje de aire para los diferentes tipos de agregado

según su granulometría y ubicación de cantera, estos datos son sacados de diferentes

tablas según normativa y método para un diseño de mezcla.

En la figura 15 observamos que el porcentaje de aire solo varía según la granulometría

del agregado y los datos son obtenidos de las tabas que están en la norma.

REDONDEADO

3/4"

REDONDEADO

1"

REDONDEADO1 1/2"

REDONDEADO

3/4"

ANGULAR 3/4"

ANGULAR 1/2"

ANGULAR 3/4"

M.ACI 216 193 205 216 216

M. WALKER 204 227

M. Modulo de fineza 205 216

216

193

205

216 216

204

227

205

216

170

180

190

200

210

220

230

Títu

lo d

el e

je

VOLUMEN DE AGUA (LTS)

87

Tabla N° 17:Comparativo del porcentaje de aire basados en tres métodos

Autor Autor Origen de la

cantera % de aire

M.aci M. Walker

M.

Módulo

de fineza

Contreras, W. (2014) Redondeado 3/4" Cajamarca 2.0%

Marcelo, P. (2019) Redondeado 1" Pasco 1.5%

Ferrel, H. (2018) Redondeado

1 1/2" Abancay 2.0%

Ferrel, H. (2018) Redondeado 3/4" Abancay 1.0% 2.0%

Contreras, W. (2014) Angular 3/4" Cajamarca 2.0%

Culma, A. (2015) Angular 1/2" Colombia 2.5%

Álvarez, J. (2019) Angular 3/4" Jicamarca 2.0% 2.0% 2.0%

Fuente: Elaboración propia

88

Figura N° 14:Variación del % de aire según tipo de agregado basado en tres métodos

Fuente: Elaboración propia

En la tabla 18 observamos la relación agua cemento para los diferentes tipos de agregado

según su granulometría y ubicación de cantera, estos datos son obtenidos de diferentes

tablas según normativa y método para el diseño de mezcla.

REDONDEADO 3/4"

REDONDEADO 1"

REDONDEADO

1 1/2"

REDONDEADO 3/4"

ANGULAR3/4"

ANGULAR1/2"

ANGULAR3/4"

M.ACI 2.0% 1.5% 1.0% 2.0% 2.0%

M. WALKER 2.0% 2.5% 2.0%

M. Modulo de fineza 2.0% 2.0%

2.0%

1.5%

1.0%

2.0% 2.0%2.0%

2.5%

2.0%2.0% 2.0%

0.0%

0.5%

1.0%

1.5%

2.0%

2.5%

3.0%Tí

tulo

del

eje

% DE AIRE

89

Tabla N° 18:Comparativo de la relación a/c basados en tres métodos

Autor Tipo de agregado Origen de la

cantera a/c

Sin incluir aire

M.aci M. Walker

M.

Módulo

de fineza

Contreras, W. (2014) Redondeado 3/4" Cajamarca 0.750

Contreras, W. (2014) Redondeado 3/4" Cajamarca 0.556

Marcelo, P.(2019) Redondeado 1" Pasco 0.470

Ferrel, H. (2018) Redondeado 1

1/2" Abancay 0.558

Ferrel, H. (2018) Redondeado 3/4" Abancay 0.558

Contreras, W. (2014) Angular 3/4" Cajamarca 0.556

Culma, A. (2015) Angular 1/2" Colombia 0.558

Alvarez, J. (2019) Angular 3/4" Jicamarca 0.650 0.650 0.650

Fuente: Elaboración propia

5.2.2 Análisis de resultados mediante influencia según su tamaño

Para el análisis de la influencia del tamaño en la consistencia del concreto

hicimos la contrastación de 5 diferentes autores, los cuales nos mostraron la

variación del peso unitario suelto, compactado, pes especifico de masa promedio,

módulo de fineza, %de absorción, % de humedad, volumen de agua, % de aire,

relación a/c según el tipo de agregado más común usado en la construcción

redondeado y angular de tamaños ½, ¾, 1, 1 1/2, para un tipo de agregado

redondeado y angular

En las tablas 19, 20, 21, se aprecian los pesos unitarios sueltos, pesos unitarios

compactados y pesos específicos de masa del agregado fino y del agregado grueso,

respectivamente, además de los autores que nos dieron como resultado las cantidades

mostradas, así como el tipo de agregado y su tamaño máximo nominal

90

En las figuras 16,1 7 y 1 8, se observan los resultados del peso unitario suelto, peso

unitario compactado y el peso específico de masa, respectivamente. En todas las figuras

se aprecia la ventaja en peso que tiene la grava redondeada respecto a la piedra chancada,

dependiendo del tamaño de la piedra y el lugar de procedencia, esta característica indica

que los especímenes hechos a base de grava redondeada obtuvieron mayor peso y, se

intuye que esta característica favoreció en cierta medida a la resistencia.

Tabla N° 19:Comparativo de pesos unitarios sueltos según tipo de agregado grueso

Autor Tipo de agregado TMN Peso unitario suelto (kg/m3)

Af Ag

Culma, A. (2015) Angular 1/2"

Contreras, W.

(2014) Redondeado 3/4" 1575 1587

Ferrel, H. (2018) Redondeado 3/4" 1671 1435

Contreras, W.

(2014) Angular 3/4" 1575 1409

Álvarez, J. (2019) Angular 3/4" 1560 1587

Marcelo, P.

(2019) Redondeado 1" 1708 1381

Ferrel, H. (2018) Redondeado 1 1/2" 1560 1705

Fuente: Elaboración propia

91

Figura N° 15:Variación de pesos unitarios sueltos según tipo de agregado

Fuente: Elaboración propia

Tabla N° 20:Comparativo de pesos unitarios compactados según tipo de agregado

Autor Tipo de

agregado TMN

Peso unitario compactado

(kg/m3)

Af Ag

Culma, A.(2015) Angular 1/2" 1/2"

Contreras, W.

(2014) Redondeado 3/4" 3/4" 1743 1713

Ferrel, H. (2018) Redondeado 3/4" 3/4" 1849 1561

Contreras, W.

(2014) Angular 3/4" 3/4" 1743 1557

Álvarez, J.

(2019) Angular 3/4" 3/4" 1765 1660

Marcelo, P

(2019) Redondeado 1" 1" 1932 1556

Ferrel, H. (2018) Redondeado

11/2" 1 1/2" 1656 1745

Fuente: Elaboración propia

ANGULAR1/2"

REDONDEADO 3/4"

REDONDEADO 3/4"

ANGULAR3/4"

ANGULAR3/4"

REDONDEADO 1"

REDONDEADO 1 1/2"

AF 1575 1671 1575 1560 1708 1560

AG 1587 1435 1409 1587 1381 1705

15751671

1575 15601708

156015871435 1409

1587

1381

1705

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800Tí

tulo

del

eje

PESO UNITARIO SUELTO (kg/cm3)

92

Figura N° 16:Variación de pesos unitarios compactados según tipo de agregado

Fuente: Elaboración propia

ANGULAR1/2"

REDONDEADO 3/4"

REDONDEADO 3/4"

ANGULAR3/4"

ANGULAR3/4"

REDONDEADO 1"

REDONDEADO 11/2"

AF 1743 1849 1743 1765 1932 1656

AG 1713 1561 1557 1660 1556 1745

1743 1849 1743 17651932

165617131561 1557 1660 1556

1745

0

500

1000

1500

2000

2500Tí

tulo

del

eje

PESO UNITARIO COMPACTADO (kg/m3)

93

Tabla N° 21:Comparativo de pesos específicos según tipo de agregado

Autor Tipo de

agregado TMN

Peso específico de masa

promedio

Af Ag

Culma, A.

(2015) Angular 1/2"

Contreras, W.

(2014) Redondeado 3/4" 2440 2660

Ferrel, H. (2018) Redondeado 3/4" 2650 2720

Contreras, W.

(2014) Angular 3/4" 2440 2580

Álvarez, J.

(2019) Angular 3/4" 2690 2780

Marcelo, P.

(2019) Redondeado 1" 2470 2520

Ferrel, H. (2018) Redondeado 1 1/2" 2910 2710

Fuente: Elaboración propia

94

Figura 17:Variación de pesos específicos según tipo de agregado

Fuente: Elaboración propia

En la Tabla 22 muestra los datos, su procesamiento y resultados de la granulometría del

agregado grueso y también el tamaño máximo nominal de los agregados (½”, 3/4", 1”),

el cual permite determinar el agua y aire atrapado en los dos diseños de mezcla de

referencia utilizando el método del ACI, Walker y Módulo de fineza.

En la figura 19 observamos como los módulos de fineza para u agregado redondeado es

mayor que para un agregado angular.

ANGULAR1/2"

REDONDEADO 3/4"

REDONDEADO 3/4"

ANGULAR3/4"

ANGULAR3/4"

REDONDEADO 1"

REDONDEADO 1 1/2"

AF 2440 2650 2440 2690 2470 2910

AG 2660 2720 2580 2780 2520 2710

2440

2650

2440

2690

2470

2910

26602720

2580

2780

2520

2710

2200

2300

2400

2500

2600

2700

2800

2900

3000Tí

tulo

del

eje

PESO ESPECÍFICO DE MASA PROMEDIO

95

Tabla N° 22:Comparativo de módulos de fineza según tipo de agregado

Autor Tipo de agregado TMN Módulo de fineza

Af Ag

Culma, A. (2015) Angular 1/2" 1/2" 2.78

Contreras, W.

(2014) Redondeado 3/4" 3/4" 2.690 6.490

Ferrel, H. (2018) Redondeado 3/4" 3/4" 2.99 7.62

Contreras, W.

(2014) Angular 3/4" 3/4" 2.69 6.49

Álvarez, J. (2019) Angular 3/4" 3/4" 2.70 6.50

Marcelo, P. (2019) Redondeado 1" 1" 3.07 5.62

Ferrel, H. (2018) Redondeado 1 1/2" 1 1/2" 5.790

Fuente: Elaboración propia

96

Figura N° 18:Variación de módulos de fineza según tipo de agregado

Fuente: Elaboración propia

5.2.3 Análisis de resultados mediante la influencia según su textura

Para el análisis de la influencia de la textura en la resistencia del concreto

hicimos la contrastación de 5 diferentes autores, los cuales nos mostraron la

variación de las resistencias y la adherencia que tienen según el tipo de textura, ya

sea lisa, áspera, porosa y cristalina para los agregados grueso de tipo redondeado

y angula

ANGULAR1/2"

REDONDEADO 3/4"

REDONDEADO 3/4"

ANGULAR3/4"

ANGULAR3/4"

REDONDEADO 1"

REDONDEADO 1 1/2"

AF 2.690 2.99 2.69 2.70 3.07

AG 2.78 6.490 7.62 6.49 6.50 5.62 5.790

2.690 2.99 2.69 2.703.072.78

6.490

7.62

6.49 6.50

5.62 5.790

0.000

1.000

2.000

3.000

4.000

5.000

6.000

7.000

8.000

9.000Tí

tulo

del

eje

MÓDULO DE FINEZA

97

Tabla N° 23:Cuadro de resistencias según la textura lisa

Autor Tipo de

agregado

Textura

según

tipo de

agregad

o

TM

N

Eda

d en

días

Resistenci

a real

(kg/cm2)

Adherenci

a

Contreras, W.

Redondead

o

3/4"

7 98.15

Menor

14 134.16

21 162.14

28 164.84

7 123.21

14 184.12

21 203.77

Lisa 28 212.59

Marcelo, P.

1"

7 152.88

Menor 14 184.84

28 227.97

Achahuanco,

E.

3 15.3

Menor 7 25.8

24 30.3

28 32.5 Fuente: Elaboración propia

Tabla N° 24:Cuadro de resistencias según la textura áspera

Autor Tipo de

agregado

Textura

según

tipo de

agregado

TMN

Edad

en

días

Resistencia

real

(kg/cm2)

Adherencia

Contreras, W.

(2014)

Angular

(trituradas)

3/4"

7 119.03

Mayor

14 162.36

21 176.17

Áspera 28 184.45

7 154.38

14 200.32

21 219.66

28 227.72

Fuente: Elaboración propia

98

Tabla N° 25:Cuadro de resistencias según el tipo de textura cristalina

Autor Tipo de

agregado

Textura

según

tipo de

agregado

TMN Edad en

días

Resistencia

real (kg/cm2) Adherencia

Díaz, J. Angular

(trituradas)

3/4"

7 260

Mayor

Cristalina

3/4" 14 304

21 325.5

28 347

Fuente: Elaboración propia

Tabla N° 26:Cuadro de resistencias según el tipo de textura porosa

Autor Tipo de

agregado

Textura

según

tipo de

agregado

TMN Edad en

días

Resistencia

real

(kg/cm2)

Adherencia

Campo, E. Angular

(trituradas)

3/4"

14 183.9

Mayor Poroso 21 213.43

28 221.86

Fuente: Elaboración propia

5.3 Contrastación de resultados

5.3.1 Contrastación de la primera hipótesis

a) H01: Al analizar la forma de los agregados gruesos se mejora la proporción del

concreto

Para Contreras, W. la dosificación encontrada en peso fue la siguiente: 388.49 Kg de

cemento, 699.28 kg de agregado fino, 1010.07kg de agregado grueso y 233.09 lts, con

una agregado redondeado de ¾”; pero para Alvares, J. la dosificación encontrada en peso

fue la siguiente: 332 Kg de cemento, 772.28 kg de agregado fino, 1029kg de agregado

grueso y 216 lts, con una agregado angular de ¾” usando el método de ACI tal como se

muestras en la tabla 27, esto quiere decir que el peso del agregado redondeado resultó

menor que el peso del agregado angular, esto es por la estrecha relación con las formas y

99

texturas de los mismos, es decir, el agregado angular pesó más pese a que sus formas

angulosas no le permite acomodarse con facilidad en un molde de volumen determinado,

a diferencia del agregado redondeado que por su textura lisa y forma redondeada tubo un

mejor acomodo de sus partículas. Asimismo, sucede con el método de Modulo de fineza

de combinación de agregados tal como se muestra en la tabla 29, sin embargo, para el

método de Walker el peso del agregado grueso redondeado es mayor que para el agregado

angular

Tabla N° 27:Proporción y dosificación según el peso por el método de ACI

Autor Tipo de

agregado TMN Diseño de mezclas

M. Aci

Cemento

(kg)

A.f

(kg)

A.g

(kg)

Agua

(lt) % aire

Contreras, W.

Redondeado 3/4" 388.49 699.28 1010.07 233.09

2.00

Redondeado 3/4" 1.00 1.80 2.60 0.6

Álvarez, J.

Angular 3/4" 332.00 772.00 1029.00 216.00

2.00

Angular 3/4" 1.00 2.33 3.10 0.65

Fuente: Elaboración propia

100

Tabla N° 28:Proporción y dosificación según el peso por el Método de Walker

Autor Diseño de mezclas

M. Walker

Cemento (kg) A.f

(kg) A.g (kg)

Agua

(lt) % aire

Contreras, W.

340.93 569.35 1278.49 193.00

2.00

1.00 1.67 3.75 0.57

Álvarez, J.

349.00 619.00 1140.00 227.00

2.00

1.00 1.77 3.27 0.65

Fuente: Elaboración propia

Tabla N° 29:Proporción y dosificación según el peso por el Método de fineza

Autor Diseño de mezclas

M. Módulo de fineza de combinación de agregados

Cemento (kg) A.f (kg) A.g (kg) Agua (lt) % aire

Contreras, W.

367.00 974.00 837.00 173.00

2.00

1.00 2.65 2.28 0.47

Álvarez, J.

332.00 654.00 1152.00 216.00

2.00

1.00 1.97 3.47 0.65

Fuente: Elaboración propia

101

Figura N° 19:Diseño de mezcla en peso (kg) para agregados redondeados y angulares

Fuente: Elaboración propia

Figura N° 20:Proporción de mezclas en porcentajes para agregado redondeado

Fuente: Elaboración propia

REDONDEADO 3/4" ANGULAR 3/4"

CEMENTO (KG) 388.49 332.00

A.F (kg) 699.28 772.00

A.G (kg) 1010.07 1029.00

AGUA (lt) 233.09 216.00

388.49332.00

699.28772.00

1010.07 1029.00

233.09 216.00

0.00

200.00

400.00

600.00

800.00

1000.00

1200.00Tí

tulo

del

eje

DISEÑO DE MEZCLAS (M. ACI)

17%

30%43%

10%

REDONDEADO 3/4"

CEMENTO (KG)

A.F (kg)

A.G (kg)

AGUA (lt)

102

Figura N° 21:Proporción de mezclas de diseño en porcentajes para agregado angula

Fuente: Elaboración propia

Diseño de mezclas por el método de Walker

Figura N° 22:Diseño de mezcla en peso (kg) para agregados redondeados y angulares

Fuente: Elaboración propia

REDONDEADO 3/4" ANGULAR 3/4"

CEMENTO (KG) 340.93 349.00

A.F (kg) 569.35 619.00

A.G (kg) 569.35 619.00

AGUA (lt) 193.00 227.00

340.93 349.00

569.35619.00

569.35619.00

193.00227.00

0.00

100.00

200.00

300.00

400.00

500.00

600.00

700.00

PES

OS

DISEÑO DE MEZCLAS (M. WALKER)

14%

33%44%

9%

ANGULAR 3/4"

CEMENTO (KG)

A.F (kg)

A.G (kg)

AGUA (lt)

103

Figura N° 23:Proporción de mezclas de diseño en porcentajes para agregado angula

Fuente: Elaboración propia

Figura N° 24:Proporción de mezclas de diseño en porcentajes para agregado angular

Fuente: Elaboración propia

14%

24%

54%

8%

REDONDEADO 3/4"

CEMENTO (KG)

A.F (kg)

A.G (kg)

AGUA (lt)

15%

26%49%

10%

ANGULAR 3/4"

CEMENTO (KG)

A.F (kg)

A.G (kg)

AGUA (lt)

104

Diseño de mezclas según método módulo de fineza

Figura N° 25:Diseño de mezcla en peso(kg) para agregados redondeados y angulares

Fuente: Elaboración propia

Figura N° 26:Proporción de mezclas de diseño en porcentajes para agregado angular

Fuente: Elaboración propia

REDONDEADO 3/4" ANGULAR 3/4"

CEMENTO (KG) 367.00 332.00

A.F (kg) 974.00 654.00

A.G (kg) 837.00 1152.00

AGUA (lt) 173.00 216.00

367.00 332.00

974.00

654.00

837.00

1152.00

173.00 216.00

0.00

200.00

400.00

600.00

800.00

1000.00

1200.00

1400.00

Títu

lo d

el e

je

DISEÑO DE MEZCLAS (M. MODULO DE FINEZA)

16%

41%

36%

7%

REDONDEADO 3/4"

CEMENTO (KG)

A.F (kg)

A.G (kg)

AGUA (lt)

105

Figura N° 27:Proporción de mezclas de diseño en porcentajes para agregado angula

Fuente: Elaboración propia

5.3.2 Contrastación de la segunda hipótesis

b) Al analizar el tamaño de los agregados gruesos se mejora la consistencia del

concreto.

Para respaldar esta hipótesis tomamos datos de 6 autores como se muestra en la tabla 30

para los tamaños de ½”, ¾”, 1 y 1 ½”.

Según Ferrel, H. el asentamiento para una piedra redondeada de ¾” fue de 7.62cm

obteniendo una consistencia plástica y una trabajabilidad media y para un agregado

angular de 3/4” según Alvares, J. fue de 15.25cm, obteniendo una consistencia fluida y

húmeda con una trabajabilidad alta.

Este resultado permite decir que, según el tipo de agregado grueso, la forma y textura

influyen en gran medida en la consistencia del concreto.

En la figura 29 podemos ver la variación de los asentamientos para agregados

redondeados y angulares según su granulometría

14%

28%49%

9%

ANGULAR 3/4"

CEMENTO (KG)

A.F (kg)

A.G (kg)

AGUA (lt)

106

Tabla N° 30:Cuadro de asentamientos para analizar la consistencia del concreto

Autor Tipo de

agregado TMN

Asentamiento

del concreto

(cm)

Consistencia Trabajabilidad

Culma, A. Angular 1/2" 7.62 Plastica Media

Contreras, W. Redondeado 3/4" 15.25 Fluida o

humeda Alta

Ferrel, H. Redondeado 3/4" 7.62 Fluida o

húmeda Alta

Contreras, W. Angular 3/4" 8.75 Plástica Media

Álvarez, J. Angular 3/4" 15.25 Fluida o

húmeda Alta

Marcelo, P. Redondeado 1" 10.16 Plástica Media

Ferrel, H. Redondeado 11/2" 10.16 Plastica Media

Fuente: Elaboración propia

Figura N° 28:Variación de asentamientos según tipo de agregado grueso

Fuente: Elaboración propia

ANGULAR 1/2"

REDONDEADO

3/4"

REDONDEADO

3/4"

ANGULAR 3/4"

ANGULAR 3/4"

REDONDEADO

1"

REDONDEADO1 1/2"

ASENTAMIENTO DEL CONCRETO(cm)

7.62 15.25 7.62 8.75 15.25 10.16 10.16

7.62

15.25

7.628.75

15.25

10.16 10.16

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

16.00

18.00

Títu

lo d

el e

je

ASENTAMIENTO DEL CONCRETO (cm)

107

5.3.3 Contrastación de la tercera hipótesis

c) Al analizar la textura de los agregados gruesos se mejora la resistencia del

concreto.

Para respaldar esta hipótesis tomamos datos de 6 autores como se muestra en la tabla 31,

32, 33 y 34 según el tipo de agregado, textura y tamaño.

Según Contreras, W. (2014) la piedra lisa redondeada tiene resistencias que hace que la

adherencia sea menor que para una piedra áspera angular de un tamaño de ¾”

Según Días, J. muestra que la piedra cristalina angular tiene mayor adherencia por ende

mayor resistencia

Según Campo, E. muestra que la piedra porosa angular tiene mayor adherencia por ende

mayor resistencia

Como se observa en la figura 30 la mayor resistencia que se dio en el agregado angular,

se debió a la influencia de su textura áspera que permitió una buena adherencia mecánica,

que es mayor cuanto más rugosa es la superficie, y así, los agregados triturados

proporcionaron mayor resistencia del concreto a diferencia de los agregados redondeados

que por su textura lisa lograron una mínima adherencia.

108

Tabla N° 31 :Cuadro de textura lisa para un agregado redondeado

Autor Tipo de

agregado Textura TMN

Edad en

días

Resistencia

real (kg/cm2) Adherencia

Contreras,

W.

Redondeado

3/4"

7 98.15

Menor

14 134.16

21 162.14

28 164.84

7 123.21

14 184.12

21 203.77

Lisa 28 212.59

Marcelo, P.

1"

7 152.88

Menor 14 184.84

28 227.97

Achahuanco,

E.

3 15.3

Menor 7 25.8

24 30.3

28 32.5

Fuente: Elaboración propia

Tabla N° 32:Cuadro de textura áspera para un agregado angular

Autor Tipo de

agregado Textura TMN

Edad en

días

Resistencia

real

(kg/cm2)

Adherencia

Contreras, W. Angular

(trituradas)

3/4"

7 119.03

Mayor

14 162.36

21 176.17

Áspera 28 184.45

7 154.38

14 200.32

21 219.66

28 227.72

Fuente: Elaboración propia

Tabla N° 33:Cuadro de textura cristalina para un agregado angular

Autor Tipo de

agregado Textura TMN

Edad en

días

Resistencia

real (kg/cm2) Adherencia

Díaz, J. Angular

(trituradas)

3/4"

7 260

Mayor Cristalina 14 304

21 325.5

28 347

Fuente: Elaboración propia

109

Tabla N° 34:Cuadro de textura poroso para un agregado angular

Autor Tipo de

agregado Textura TMN

Edad en

días

Resistencia

real

(kg/cm2)

Adherencia

Campo, É. Angular

(trituradas)

3/4"

14 183.9

Mayor Poroso 21 213.43

28 221.86

Fuente: Elaboración propia

Según (Portugal, 2010) manifiesta que la mayor adherencia mecánica de las partículas de

perfil angular, el agregado grueso produce resistencia mayor que la grava redondeada. La

angularidad acentuada deberá ser evitada por requerir altos contenidos de agua y presentar

reducciones en la trabajabilidad. No obstante, recomiendan el uso de agregado grueso

angular, pues producen resistencias más altas que agregados redondeados, la razón

principal de esto es la adherencia mecánica que puede ser desarrollada con partículas

angulares. Sin embargo, partículas muy anguladas causan disminución de la

trabajabilidad. El agregado ideal debe ser limpio, de formas cúbicas y anguladas, 100%

chancado con un mínimo contenido de partículas planas y alargadas. Por tanto, para

concretos de alta resistencia, se considera que el agregado ideal debe ser 100% agregado

chancado de perfil angular y textura rugosa, limpio, duro, resistente, poco absorbente, de

preferencia con el menor porcentaje de partículas chatas o elongadas

110

Figura N° 29:Variación de resistencias según textura de agregado

Fuente: Elaboración propia

LISA3/4"

LISA3/4"

LISA3/4"

LISA3/4"

LISA3/4"

LISA3/4"

LISA3/4"

LISA3/4"

LISA1"

LISA1"

LISA1"

LISA1"

LISA1"

LISA1"

LISA1"

ASPERA3/4"

ASPERA3/4"

ASPERA3/4"

ASPERA3/4"

ASPERA3/4"

ASPERA3/4"

ASPERA3/4"

ASPERA3/4"

CRISTALINA

3/4"

CRISTALINA

3/4"

CRISTALINA

3/4"

CRISTALINA

3/4"

POROZO3/4"

POROZO3/4"

POROZO3/4"

EDAD EN DIAS 7 14 21 28 7 14 21 28 7 14 28 3 7 24 28 7 14 21 28 7 14 21 28 7 14 21 28 14 21 28

RESISTENCIA REAL (kg/cm2) 98.2 134 162 165 123 184 204 213 153 185 228 15.3 25.8 30.3 32.5 119 162 176 184 154 200 220 228 260 304 326 347 184 213 222

7 14 21 287 14 21 28

7 1428

3 724 28

7 14 21 287 14 21 28

7 14 21 2814 21 28

98.15

134.16162.14164.84

123.21

184.12203.77212.59

152.88

184.84

227.97

15.3 25.8 30.3 32.5

119.03

162.36176.17184.45

154.38

200.32219.66227.72

260

304325.5

347

183.9213.43221.86

0

50

100

150

200

250

300

350

400

TRES

ISTE

NC

IA R

EAL

(kg/

cm2

)RESISTENCIA DEL CONCRETO SEGUN EL TIPO DE TEXTURA DEL AGREGADO GRUESO

111

CAPÍTULO VI: DISCUSIÓN DE RESULTADOS

6.1 Discusión de resultados

Para “Contreras, W.” la dosificación encontrada en peso fue la siguiente:

388.49 Kg de cemento, 699.28 kg de agregado fino, 1010.07kg de agregado

grueso y 233.09 lts, con un agregado redondeado de ¾”; pero para “Alvares, J”.

la dosificación encontrada en peso fue la siguiente: 332 Kg de cemento, 772.28

kg de agregado fino, 1029kg de agregado grueso y 216 lts, con una agregado

angular de ¾” usando el método de ACI esto quiere decir que el peso del agregado

redondeado resultó menor que el peso del agregado angular, esto es por la estrecha

relación con las formas y texturas de los mismos, es decir, el agregado angular

pesó más pese a que sus formas angulosas no le permite acomodarse con facilidad

en un molde de volumen determinado, a diferencia del agregado redondeado que

por su textura lisa y forma redondeada tubo un mejor acomodo de sus partículas.

Asimismo, sucede con el método de Modulo de fineza de combinación de

agregados, sin embargo, para el método de Walker el peso del agregado grueso

redondeado tiene mayor proporción de agregado grueso que para el agregado

angular

Según “Ferrel, H.” el asentamiento para una piedra redondeada de ¾” fue de

7.62cm obteniendo una consistencia plástica y una trabajabilidad media y para un

agregado angular de 3/4” según” Alvares, J.” fue de 15.25cm, obteniendo una

consistencia fluida y húmeda con una trabajabilidad alta. Este resultado permite

decir que, según el tipo de agregado grueso, la forma y textura influyen en gran

medida en la consistencia del concreto.

Según “Contreras, W.” la piedra lisa redondeada tiene resistencias que hace que

la adherencia sea menor que para una piedra áspera angular de un tamaño de ¾”,

pero para “Días, J.” muestra que la piedra cristalina angular tiene mayor

adherencia por ende mayor resistencia, mientras que para “Campo, E.” muestra

que la piedra porosa angular tiene mayor adherencia por ende mayor resistencia.

Es decir que la mayor resistencia que se dio en el agregado angular, se debió a la

112

influencia de su textura áspera que permitió una buena adherencia mecánica, que

es mayor cuanto más rugosa es la superficie, y así, los agregados triturados

proporcionaron mayor resistencia del concreto a diferencia de los agregados

redondeados que por su textura lisa lograron una mínima adherencia.

113

CONCLUSIONES

1. La forma de los agregados incide en el comportamiento del concreto. La experiencia ha

demostrado que aquellos que presentan formas que se acercan a la del cubo, entre los

triturados, y a la esfera en el caso de los rodados ofrecen mejor trabajabilidad y en alguna

medida mayor durabilidad que aquellos de forma aplanada o alargada.

2. Las formas analizadas en esta investigación fueron la redondeada y angular, las cuales

demostraron que para una mejora de diseño de mezcla optimo es preferible utilizar un

agregado grueso angular, ya que esta tiene mayor adherencia al concreto

3. Los tamaños analizados en esta investigación fueron ½”, ¾”, 1” y 1 ½” los cuales según

su tamaño tienen diferentes asentamientos que demostraron que para un agregado grueso

redondeado la consistencia seria fluida o húmeda y con trabajabilidad alta, pero para un

agregado angular la consistencia será plástica con una trabajabilidad media, esta

clasificación fue tomada de las tablas de “consistencia y trabajabilidad ACI”

4. Las texturas analizadas en esta investigación fueron las lisas, ásperas, cristalinas y porosas

las cuales nos demostraron que para mejorar la resistencia del concreto se tienen que

obtener una mayor adherencia del concreto, es decir que el agregado grueso con mayor

adherencia son las ásperas y cristalinas, dándonos una mayor resistencia que las lisas, esto

debido a que su adherencia es baja, es así que para texturas ásperas se obtiene mejores

resistencias que para texturas suaves.

5. Los agregados redondeados, que son los más baratos y con mayor disponibilidad,

obtuvieron bajas resistencias que el agregado triturado.

114

RECOMENDACIONES

1. Las partículas con textura áspera, angulares o alongadas requieren más agua para producir

un concreto trabajable que agregados lisos, redondeados y compactos

2. Los cantos rodados te dan menor resistencia es por ello que debemos usar agregado

triturado

3. Las partículas de agregado angulares requieren más cemento para mantener la misma

relación agua-cemento.

4. Se recomienda que se trabaje con la granulometría normalizada del agregado grueso, ya

que esto influye en la cantidad en peso del agregado fino y grueso para el diseño de la

mezcla, el cual formará una matriz más densa del concreto y que se refleja en la resistencia

del concreto a la compresión.

5. Recomiendo continuar con la investigación analizando otras formas, tamaños y texturas

que no estén mencionadas en esta tesis para poder tener un mayor comparativo.

115

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https://www.360enconcreto.com/blog/detalle/tipos-de-agregados-y-su-

influencia-en-mezcla-de-concreto

120

ANEXOS

121

ANEXO 1 - MATRIZ DE CONSISTENCIA PARA VARIABLE DEPENDIENTE

MATRIZ DE CONSISTENCIA (variable dependiente)

OBJETIVOS HIPOTESIS VARIABLES INDICADORES INSTRUMENTOS METODOLOGIA

PROBLEMAS

SECUNDARIOS

OBEJETOS

ESPECIFICOS

HIPOTESIS

SECUNDARIA V.D

La investigación es de

tipo descriptiva

debido a que

especifica la forma

tamaño y textura de

los agregados gruesos

además las

propiedades del

concreto, quiere decir

que recolecta y mide

datos de todas las

variables

independientes y

dependientes, también

puede ser explicativa

porque al añadir

diferentes formas de

agregados gruesos a

un concreto puede ser

que varíe

ampliamente algunas

propiedades del

concreto.

¿En qué medida la

forma, tamaño y

textura de los

agregados gruesos

influye en la

proporción de los

agregados?

Analizar la forma

del agregado

grueso para

mejorar la

proporción de los

agregados

Al Analizar la

forma del

agregado grueso

se mejora la

proporción de los

agregados

Propiedades del

concreto

Proporción de los

agregados

NTP 400.019

Degradación de los

agregados

¿En qué medida la

forma, tamaño y

textura de los

agregados gruesos

influye en la

consistencia del

concreto?

Analizar el tamaño

del agregado

grueso para

mejorar la

consistencia del

concreto

Al Analizar el

tamaño del

agregado grueso

se mejora la

consistencia del

concreto

Consistencia del concreto

NTP 339.035

Consistencia del

concreto

¿En qué medida la

forma, tamaño y

textura de los

agregados gruesos

influye en la

resistencia del

concreto?

Analizar la textura

de los agregados

gruesos para

mejorar la

resistencia del

concreto

Al Analizar la

textura de los

agregados gruesos

se mejora la

resistencia del

concreto

Resistencia del concreto

NTP 339.084

Resistencia del

Concreto

122

ANEXO 2 - MATRIZ DE CONSISTENCIA VARIABLE INDEPENDIENTE

MATRIZ DE CONSISTENCIA (variable independiente)

OBJETIVOS HIPOTESIS VARIABLES INDICADORES INSTRUMENTOS METODOLOGIA

PROBLEMA GENERAL OBJETIVO GENERAL

HIPOTESIS GENERAL

V.I

¿En qué medida la forma, tamaño y textura de los agregados gruesos influyen en las propiedades del concreto?

Analizar la forma, tamaño y textura del

agregado grueso para mejorar las propiedades del

concreto

Al Analizar la forma, tamaño y textura

del agregado grueso se mejora

las propiedades del concreto

forma, textura y tamaño de los

agregados gruesos

Forma del agregado grueso

NTP 400.019 Degradación de los agregados

El método de investigación será deductivo porque la

forma tamaño y textura de los agregados, las

propiedades del concreto surgirán de artículos,

bibliografías y referencias, para luego ser relacionadas.

Textura del agregado grueso

NTP 400.019 Degradación de los agregados

Tamaño del agregado grueso

NTP 400.019 Degradación de los agregados

Fuente: Elaboración propia

123

ANEXO 3 - FORMA DEL AGREGADO GRUESO

Fuente: Influencia de la de los agregados en el concreto

ANEXO 4 - TAMIZADO DEL AGREGADO GRUESO

Fuente: Influencia de la de los agregados en el concreto

124

ANEXO 5 - SELECCIÓN DOCUMENTAL: TÍTULO - LINK - AÑO

Título LINK (enlace) AÑO

Agregados (materiales

de construccion)

propiedades mecanicas

http://cybertesis.uni.edu.pe/handle/uni/445 2008

Materiales para el

concreto

https://civilarq.com/libro/materiales-para-el-

concreto-enrique-rivva-lopez/ 2000

Resistencia de concreto

con agregado de alta

absorción y baja

relación a/c

https://www.redalyc.org/pdf/4276/427639586004.p

df

2010

Estudio de la calidad de

los agregados de las

principales canteras de

la ciudad de

Andahuaylas y su

influencia en la

resistencia del concreto

empleado en la

construcción de obras

civiles

http://repositorio.utea.edu.pe/handle/utea/100 2017

Efectos del perfil del

agregado grueso sobre

las propiedades del

concreto de baja

resistencia empleando

portland tipo I

http://cybertesis.uni.edu.pe/handle/uni/461 2008

Materiales para el

Concreto

https://civilarq.com/libro/materiales-para-el-

concreto-enrique-rivva-lopez/ 2000

Concreto,Materiales de

Construcción

https://civilgeeks.com/2011/10/04/influencia-de-la-

forma-de-los-agregados-en-el-

concreto/#google_vignette

2011

Calidad del

agregado de la cantera

del río guayacondo,

distrito de

tambillo-huamanga-

ayacucho, con fines de

elaboracion de

concreto”

http://repositorio.unh.edu.pe/bitstream/handle/UNH

/229/TP%20-

%20UNH%20CIVIL%200013.pdf?sequence=1&is

Allowed=y

2013

“Evaluación de la

calidad de los

agregados de cuatro

canteras aledañas a la

ciudad de juliaca y su

influencia en la

file:///C:/Users/Robert/Downloads/Arapa_Mamani_

Percy_Mamani_Caira_Washington_Wilver.pdf 2018

125

resistencia del concreto

empleado en la

construcción de obras

civiles”

A note on the origins of

engineering

geomorphology in the

UK

https://www.researchgate.net/profile/Edward_Lee4

9/publication/276167803_A_note_on_the_origins_

of_engineering_geomorphology_in_the_UK/links/5

9dc7108a6fdcc1ec8a6ef88/A-note-on-the-origins-

of-engineering-geomorphology-in-the-UK.pdf

2015

Diseño de Mezclas de

hormigon

autocompactante

utilizando agregados de

minas locales

http://repositorio.uta.edu.ec/jspui/bitstream/123456

789/15910/1/Tesis%20938%20-

%20Sober%C3%B3n%20L%C3%B3pez%20Iv%C

3%A1n%20Fernando.pdf

2010

Influencia de la

morfología de los

agregados en la

resistencia del concreto

https://docplayer.es/46084967-Tesis-ingenieria-

civil.html

2014

Diseño de hormigón

con cantos rodados

provenientes del río

Chanchan a través de

los métodos ACI Y

O'REILLY

http://repositorio.ug.edu.ec/handle/redug/7847 2015

A note on the origins of

engineering

geomorphology in the

UK

https://www.researchgate.net/profile/Edward_Lee4

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2015

A note on the origins of

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UK

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2015

Effect of aggregate type

on Compressive

strength of concrete

http://www.indianjournals.com/ijor.aspx?target=ijor

:ijcse&volume=2&issue=3&article=008 2012

HORMIGON- 10ª

Edición

https://belliscovirtual.com/hormigon/27-hormigon-

10-edicion-adaptado-a-la-instruccion-para-la-

recepcion-de-cementos-rc-08-y-a-la-ehe-08.html

2005

Caracterización físico-

mecánica de agregados https://www.redalyc.org/pdf/849/84929153020.pdf 2013

Influencia del agregado

grueso según su

formación geológica en

las propiedades

mecánicas del concreto

de las canteras de la

zona Este de Lima en el

2019

http://repositorio.upeu.edu.pe/handle/UPEU/2767 2019

126

Caracterización fisica

de agregados petreos

para concretos

https://repository.ucatolica.edu.co/bitstream/10983/

1655/1/TRABAJO%20DE%20INVESTIGACI%C3

%93N.pdf

2014

Caracterización fisica

de agregados petreos

para concretos

https://repository.ucatolica.edu.co/bitstream/10983/

1655/1/TRABAJO%20DE%20INVESTIGACI%C3

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2014

Caracterización fisica

de agregados petreos

para concretos

https://repository.ucatolica.edu.co/bitstream/10983/

1655/1/TRABAJO%20DE%20INVESTIGACI%C3

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2014

Caracterización fisica

de agregados petreos

para concretos

https://repository.ucatolica.edu.co/bitstream/10983/

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2014

Caracterización fisica

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2014

Effect of Coarse

Aggregate Type on

Mechanical Properties

of Concrete with

Different Strengths.

https://doi.org/10.1016/S0008-8846(97)00006-9 1997

Una guerra sin refugios:

aproximaciones al

derecho a la vivienda

durante la emergencia

sanitaria del Covid-19

http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pi

d=S1561-31942012000100011 2018

A new broadband quasi

Yagi–Uda antenna with

an EBG-truncated

ground plane

https://scholar.google.com/citations?user=5LhIREA

AAAAJ&hl=es

2013

Determinación de

reactividad potencial

álcali-agregado por el

método acelerado de las

barras de mortero

http://ing.una.py/pdf/1er-congreso-nacional-

ingcivil/02ho-ma02.pdf 2005

127

Diseño de Mezclas de

hormigon

autocompactante

utilizando agregados de

minas locales

http://repositorio.uta.edu.ec/jspui/bitstream/123456

789/15910/1/Tesis%20938%20-

%20Sober%C3%B3n%20L%C3%B3pez%20Iv%C

3%A1n%20Fernando.pdf

2010

Propiedades mecánicas

en concretos fabricados

con agregados gruesos

reciclados tratados con

lechadas

https://scielo.conicyt.cl/scielo.php?script=sci_arttex

t&pid=S0718-50732010000200003

2015

Caracterización

morfológica de

agregados para

concreto mediante el

análisis de imágenes

https://scielo.conicyt.cl/scielo.php?script=sci_arttex

t&pid=S0718-50732010000200003

2009

Influencia de los

agregados del concreto

en la transmisión de

pulsos de ultrasonido

http://www.biblioteca.udep.edu.pe/bibvirudep/tesis/

pdf/1_153_164_104_1439.pdf

2013

Diseño de concreto

fresco y el concreto

endurecido

https://www.studocu.com/es/document/universidad-

europea-de-madrid/tecnologia-de-

materiales/ejercicios-obligatorios/diseno-de-

concreto-fresco-y-el-concreto-

endurecido/2456938/view

2014

Influencia de la forma y

la textura de los

agregados gruesos

en las propiedades del

hormigón

http://ing.una.py/pdf/1er-congreso-nacional-

ingcivil/03ho-ma-03.pdf

2014

Tipos de agregados y su

influencia en el diseño

de mezcla del concreto

https://www.360enconcreto.com/blog/detalle/tipos-

de-agregados-y-su-influencia-en-mezcla-de-

concreto

2018

Influencia del tamaño

máximo nominal de

1/2” y 1” del

agregado grueso del rio

amojú en el esfuerzo a

la

compresión del

concreto para f´c= 250

kg/cm2

http://repositorio.unc.edu.pe/bitstream/handle/UNC/

1099/TESIS%20FINAL%2017-05-

2017.pdf?sequence=1&isAllowed=y

2017

Influencia de los

agregados pétreos en

las

características del

concreto

https://www.redalyc.org/pdf/467/46770203.pdf 2003

Fuente: Elaboración propia